一种量子点制备装置的制作方法

1.本实用新型属于量子点领域，涉及一种量子点制备装置。


背景技术：

2.量子点(qd)是纳米大小的半导体物质。由于量子点的尺寸越小带隙(band gap)越大的量子局限效应，其呈现出能量密度增加的特性。特别是量子点在荧光特性上与有机色素相比较时具有若干优点：其光谱窄并且可调节，不仅可产生对称的光谱，而且具有外部的光化学稳定性。所以，拥有相当于可见光的带隙以及直接带隙的量子点具有进一步提高发光效率的优点。对于具有在可见光区域内可自由调节的波长并且光稳定性卓越的量子点，其代表性的应用例子是发光二极管(led)。除普通照明外，量子点还可以作为显示装置的背光。
3.量子点制备过程中需要对反应原料状态、反应温度和反应时间要求高，因此，如何提供一种量子点制备装置实现高质量量子点制备，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种量子点制备装置，通过对各反应原料同时在原料反应器以及主反应器内进行反应，进而通过原料反应器内的产物进行温度和压力调节，有效保证进入主反应器的物料参数满足主反应器内的要求，不影响主反应器内的反应条件。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.第一方面，本实用新型提供了一种量子点制备装置，所述量子点制备装置包括主反应器、至少一个原料反应器和真空排气组件，所述原料反应器分别独立接入所述主反应器；所述真空排气组件分别独立接入所述主反应器和所述原料反应器。
7.本实用新型通过设置多个原料反应器与主反应器连接，原料反应器内对原料进行反应，多个原料反应器能够满足多种原料种类要求，也可进行同一原料反应，而且原料反应器内的物料反应后的物料参数(包括温度和压力)进行调整，有效避免进入主反应器内的物料破坏反应条件，从而对量子点的质量发生影响。
8.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述主反应器和所述原料反应器分别独立设置有加热组件和搅拌器，所述加热组件包括加热器和升降器，所述加热器用于加热所述主反应器或所述原料反应器内的物料，所述升降器用于调整所述加热器与反应器的接触加热和分离。
9.本实用新型中通过将加热组件设计成能够升降调控，从而通过加热器与反应器的接触和分离，实现快速断开加热，有效避免停止加热后，加热器仍具有一定的温度，影响反应器内的温度变化，进而影响量子点的反应质量。
10.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述加热器包括加热夹套，所述加热夹套套设于所述主反应器或所述原料反应器，所述加热夹套包括底部加热模块以及侧面加热模
块。
11.本实用新型通过将加热器设置成具有底部加热模块和侧面加热模块的加热夹套，在加热过程中，可使用仅采用底部加热模块和侧面加热模块加热，或两个加热模块同时使用，根据反应需要的不同，采用不同加热模式，从而有效保证升温速度以及温度均匀性。
12.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述主反应器的加热夹套设置有观察窗，所述观察窗围设有冷却管路。
13.所述主反应器包括敞口壳体以及密封所述敞口壳体的端盖，所述端盖与所述敞口壳体之间设置有密封圈，所述端盖的周向设置冷却管路，进一步地，主反应器的壳体是透明材质。
14.所述主反应器上设置有取样器以及注料口。
15.本实用新型通过在主反应器设置观察窗，实时观察主反应器内的反应状况，进一步地在观察窗处设置冷却管路，例如围绕观察窗周向设置冷却管路，从而能够有效保证观察窗处温度，避免产生水雾影响观察，进一步地在端盖与敞口壳体连接处设置冷却管路，保证连接处密封圈的使用寿命。
16.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述原料反应器设置有至少一个可拆卸连接的搅拌加料器，所述搅拌加料器包括加料罐以及设置于所述加料罐内的搅拌器。
17.所述搅拌加料器还设置有连通管路，所述连通管路的一端接入所述搅拌加料器的物料界面以上，另一端接入所述原料反应器内。
18.本实用新型中通过设置连通管路将搅拌加料器和原料反应器连通，从而在对原料反应器进行真空抽取过程中，能够利用连通管路将搅拌加料器内也同时进行真空抽取。
19.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述主反应器和/或所述原料反应器设置有检测组件，所述检测组件包括温度传感器和压力传感器。
20.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述真空排气组件包括沿气体流动方向依次连接的冷却器、过滤器和真空泵，所述主反应器和所述原料反应器分别独立接入所述冷却器，所述真空排气组件用于抽取所述主反应器和所述原料反应器内的气体，气体依次流经冷却器和过滤器，所述真空泵的出口设置有尾气排放处理器。
21.所述冷却器设置有真空主管，所述真空主管分别与所述原料反应器通过真空支管独立连接，所述真空支管上设置有调节阀。
22.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述量子点制备装置还包括气源组件，所述气源组件分别独立接入所述主反应器和所述原料反应器，所述气源组件用于向所述主反应器和所述原料反应器通入保护气体。
23.所述气源组件包括气源以及气源连接管路，所述气源连接管路包括气源主管以及分别接入所述主反应器或所述原料反应器的气源支管，所述气源支管上设置有气源阀。
24.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述量子点制备装置还包括清洗组件，所述清洗组件包括清洗液储罐，所述清洗液储罐分别独立接入所述原料反应器。
25.所述原料反应器与所述主反应器连接的管路上设置有驱动件，所述驱动件用于传输所述原料反应器内的物料至所述主反应器。
26.本实用新型通过设置清洗组件，反应结束后，采用清洗液在原料反应器和主反应器之间流动，从而实现管道和反应器内的清洗。
27.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述量子点制备装置还包括控制器，所述控制器分别独立连接所述主反应器、所述原料反应器和所述真空排气组件，所述控制器用于分别控制所述主反应器的启动、所述原料反应器的启动以及所述真空排气组件的启动。
28.示例性地，提供一种上述量子点制备装置制备量子点的方法，上述方法具体包括以下步骤：
29.分别向各个原料反应器和主反应器内通入原料，其中原料反应器内原料加入至搅拌加料器内，真空排气组件对原料反应器和主反应器内进行真空抽取，搅拌加料器内原料搅拌完成后，原料加入至原料反应器内进行预反应，同时主反应器内的原料同步进行反应；
30.原料反应器内物料反应完成，主反应器内按需将各个原料反应器内的物料加入主反应器内进行反应，反应完成后，取出产物；
31.反应完成后，向主反应器和各个原料反应器内通入清洗液，清洗液对主反应器、原料反应器和各个管路进行清洗；
32.其中，原料反应器和主反应器反应完成后，将加热器和反应器分离，避免加热器预热影响反应。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
34.本实用新型通过设置多个原料反应器与主反应器连接，原料反应器内对原料进行反应，多个原料反应器能够满足多种原料种类要求，也可进行同一原料反应，而且原料反应器内的物料反应后的物料参数(包括温度和压力)进行调整，有效避免进入主反应器内的物料破坏反应条件，从而对量子点的质量发生影响。
附图说明
35.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的量子点制备装置的外观结构示意图；
36.图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的主反应器的拆解结构示意图；
37.图3为本实用新型一个具体实施方式中提供的搅拌加料器与原料反应器组装流程示意图；
38.图4为本实用新型一个具体实施方式中提供的原料反应器的拆解示意图；
39.图5为本实用新型一个具体实施方式中提供的量子点制备装置的连接结构示意图；
40.图6为本实用新型一个具体实施方式中提供的量子点制备装置的另一视角连接结构示意图；
41.图7为本实用新型一个具体实施方式中提供的真空泵的结构示意图。
42.其中，1-主反应器；2-原料反应器；3-第一升降器；4-第二升降器；5-加热夹套；6-观察窗；7-第一冷却管路；8-敞口壳体；9-端盖；10-第二冷却管路；11-搅拌加料器；12-连通管路；13-筒体；14-密封盖；15-压力传感器；16-搅拌器；17-冷却器；18-过滤器；19-真空泵；20-尾气排放处理器；21-真空主管；22-清洗液储罐；23-控制器。
具体实施方式
43.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，此外，本技术中必然包括实现工艺完整性设置的阀门和泵件，以实现管路连通和物料输送。
45.下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
46.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种量子点制备装置，如图1所示，所述量子点制备装置包括主反应器1、至少一个原料反应器2和真空排气组件，所述原料反应器2分别独立接入所述主反应器1；所述真空排气组件分别独立接入所述主反应器1和所述原料反应器2。
47.本实用新型通过设置多个原料反应器2与主反应器1连接，原料反应器2内对原料进行反应，多个原料反应器2能够满足多种原料种类要求，也可进行同一原料反应，而且原料反应器2内的物料反应后的物料参数(包括温度和压力)进行调整，有效避免进入主反应器1内的物料破坏反应条件，从而对量子点的质量发生影响。
48.在一个实施例中，再如图1所示，所述主反应器1和所述原料反应器2分别独立设置有加热组件和搅拌器，所述加热组件包括加热器和升降器，所述加热器用于加热所述主反应器1或所述原料反应2器内的物料，所述升降器用于调整所述加热器与反应器的接触加热和分离，其中主反应器1的升降器为第一升降器3，原料反应器2的升降器为第二升降器4。本实用新型中通过将加热组件设计成能够升降调控，从而通过加热器与反应器的接触和分离，实现快速断开加热，有效避免停止加热后，加热器仍具有一定的温度，影响反应器内的温度变化，进而影响量子点的反应质量。
49.在一个实施例中，所述加热器包括加热夹套，所述加热夹套套设于所述主反应器1或所述原料反应器2，所述加热夹套包括底部加热模块以及侧面加热模块。本实用新型通过将加热器设置成具有底部加热模块和侧面加热模块的加热夹套，在加热过程中，可使用仅采用底部加热模块和侧面加热模块加热，或两个加热模块同时使用，根据反应需要的不同，采用不同加热模式，从而有效保证升温速度以及温度均匀性。
50.在一个实施例中，如图2所示，所述主反应器的加热夹套5设置有观察窗6，所述观察窗6围设有第一冷却管路7。所述主反应器1包括敞口壳体8以及密封所述敞口壳体8的端盖9，所述端盖9与所述敞口壳体8之间设置有密封圈，所述端盖9的周向设置第二冷却管路10，进一步地，主反应器1的壳体是透明材质。所述主反应器1上设置有取样器以及注料口。
51.本实用新型通过在主反应器1设置观察窗6，实时观察主反应器1内的反应状况，进
一步地在观察窗6处设置冷却管路，例如围绕观察窗6周向设置冷却管路，从而能够有效保证观察窗6处温度，避免产生水雾影响观察，进一步地在端盖9与敞口壳体8连接处设置冷却管路，保证连接处密封圈的使用寿命。
52.在一个实施例中，如图3所示，所述原料反应器2设置有至少一个可拆卸连接的搅拌加料器11，所述搅拌加料器11包括加料罐以及设置于所述加料罐内的搅拌器。所述搅拌加料器11还设置有连通管路12，所述连通管路12的一端接入所述搅拌加料器11的物料界面以上，另一端接入所述原料反应器2内。本实用新型中通过设置连通管路12将搅拌加料器11和原料反应器2连通，从而在对原料反应器2进行真空抽取过程中，能够利用连通管路12将搅拌加料器11内也同时进行真空抽取。
53.在一个实施例中，所述主反应器和/或所述原料反应器设置有检测组件，所述检测组件包括温度传感器和压力传感器，以图4所示原料反应器为例，包括筒体13以及密封盖14，温度传感器和压力传感器15设置在密封盖14上，进一步地，还包括搅拌器16和管路连接口。
54.在一个实施例中，如图1、图5和图6所示，所述真空排气组件包括沿气体流动方向依次连接的冷却器17、过滤器18和真空泵19，所述主反应器1和所述原料反应器2分别独立接入所述冷却器17，所述真空排气组件用于抽取所述主反应器1和所述原料反应器2内的气体，气体依次流经冷却器17和过滤器18，所述真空泵19的出口设置有尾气排放处理器20。所述冷却器设置有真空主管21，所述真空主管21分别与所述原料反应器2通过真空支管独立连接，所述真空支管上设置有调节阀。
55.在一个实施例中，所述量子点制备装置还包括气源组件，所述气源组件分别独立接入所述主反应器和所述原料反应器，所述气源组件用于向所述主反应器和所述原料反应器通入保护气体。所述气源组件包括气源以及气源连接管路，所述气源连接管路包括气源主管以及分别接入所述主反应器或所述原料反应器的气源支管，所述气源支管上设置有气源阀。
56.在一个实施例中，所述量子点制备装置还包括清洗组件，所述清洗组件包括清洗液储罐22，所述清洗液储罐22分别独立接入所述原料反应器2。所述原料反应器2与所述主反应器1连接的管路上设置有驱动件，所述驱动件用于传输所述原料反应器2内的物料至所述主反应器1。本实用新型通过设置清洗组件，反应结束后，采用清洗液在原料反应器2和主反应器1之间流动，从而实现管道和反应器内的清洗。
57.在一个实施例中，所述量子点制备装置还包括控制器23，所述控制器23分别独立连接所述主反应器1、所述原料反应器2和所述真空排气组件，所述控制器用于分别控制所述主反应器1的启动、所述原料反应器2的启动以及所述真空排气组件的启动。
58.示例性地，提供一种上述量子点制备装置制备量子点的方法，上述方法具体包括以下步骤：
59.分别向各个原料反应器2和主反应器1内通入原料，其中原料反应器2内原料加入至搅拌加料器11内，真空排气组件对原料反应器2和主反应器1内进行真空抽取，搅拌加料器11内原料搅拌完成后，原料加入至原料反应器2内进行预反应，同时主反应器1内的原料同步进行反应；
60.原料反应器2内物料反应完成，主反应器1内按需将各个原料反应器2内的物料加
入主反应器1内进行反应，反应完成后，取出产物；
61.反应完成后，向主反应器1和各个原料反应器2内通入清洗液，清洗液对主反应器1、原料反应器2和各个管路进行清洗；
62.其中，原料反应器2和主反应器1反应完成后，将加热器和反应器分离，避免加热器预热影响反应。
63.通过一个具体实施方式，本实用新型通过设置多个原料反应器2与主反应器1连接，原料反应器2内对原料进行反应，多个原料反应器2能够满足多种原料种类要求，也可进行同一原料反应，而且原料反应器2内的物料反应后的物料参数(包括温度和压力)进行调整，有效避免进入主反应器1内的物料破坏反应条件，从而对量子点的质量发生影响。
64.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。