[發明專利]液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置

有效

• 申請號: 201210490984.7
• 申請日: 2012-11-27
• 公開（公告）號: CN102989354A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 張立德;陳峰
• 申請（專利權）人: 三亞百泰生物科技有限公司
• 主分類號: B01F13/06
• 分類號: B01F13/06
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

????本發明涉及納米材料加工裝置領域，具體為一種液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置。

背景技術

納米材料由于其中的納米結構單元（包括點，線管，帶）所具有的特殊納米效應，與普通材料相比，擁有更優異的性能，越來受到人們的廣泛關注和應用。然而，在實際應用中，納米結構單元的團聚嚴重影響了納米效應的發揮，使納米材料的優異性能在應用中很難保持。因而，發展有效的納米材料分散技術是納米材料在實際應用中亟需解決的關鍵技術之一。現有的納米材料分散技術主要有超聲、球磨和高速剪切等。其中，超聲和球磨在實驗室研究方面發揮了一定的效果，然而，在規?；募{米材料分散應用中，超聲技術存在輸出能量較小，輸出能量分布不均，球磨技術也存在能耗較高等缺點，難以得到進一步的應用和推廣。高速剪切分散技術雖然能形成一定的規模，然而在消除納米結構單元的硬團聚（鍵能大于100?kJ/mol）時效果很差，同時能耗也很大。另外，以上三種分散技術還不能解決納米結構單元二次團聚的問題。因此，探究一種實用、可靠、經濟、有效的技術并設計出具體的物理裝置來制備單分散的納米材料并且同時能夠防止其中的納米結構單元的二次團聚具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，以解決現有技術納米材料分散技術存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，其特征在于：包括有共中心軸一字排列的進料口、湍流發生室、高壓湍流流槽、出料口，所述進料口前端供帶有被加工材料的流體進入，進料口末端連通至湍流發生室一側，高壓湍流流槽前端連通至湍流發生室另一側，高壓湍流流槽末端連通至出料口，由進料口、湍流發生室、高壓湍流流槽、出料口共同構成高壓湍流分散腔室，其中進料口徑向截面積小于湍流發生室徑向截面積，高壓湍流流槽徑向截面積小于進料口徑向截面積。

所述的液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，其特征在于：所述進料口、湍流發生室、高壓湍流流槽、出料口外壁材料均為人造金剛石。

所述的液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，其特征在于：所述高壓湍流流槽的徑向截面積小于或等于1平方毫米。

所述的液態湍流瞬間高壓剪切法規模化分散納米材料裝置，其特征在于：所述高壓湍流流槽為整體的或多段一字連通構成的直線形的流槽，或者為中間一次或多次彎折的彎折形流槽，或者為總分結構的分支形流槽。

所述的液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，其特征在于：多個高壓湍流分散腔室可相互串聯構成級聯結構，級聯結構中，后一級高壓湍流分散腔室中高壓湍流流槽徑向截面積小于相鄰前一級高壓湍流分散腔室中高壓湍流流槽徑向截面積。

本發明使工業規模的來料在裝置所形成的瞬間高壓剪切液態湍流的作用下，能形成尺度范圍在納米級別（均勻分布在40?nm左右）的單分散納米結構單元構成的懸浮液，實現了所制備的懸浮液狀態納米材料中包含的納米結構單元能夠長期保持單分散的狀態，不會形成二次團聚。本發明實用有效，設備穩定可靠，通過本發明制備的多種材料的納米結構單元懸浮液有望于在工業、農業等多方面領域得到應用。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為本發明彎折形高壓湍流流槽時結構示意圖。

圖3為本發明分支形高壓湍流流槽時結構示意圖。

圖4為本發明多段構成的直線形高壓湍流流槽時結構示意圖。

圖5為本發明瞬間高壓液態湍流剪切前后的氮化鈦納米顆粒SEM對比照片。

圖6為本發明瞬間高壓液態湍流剪切后的氮化鈦納米顆粒的TEM照片。

圖7為本發明瞬間高壓液態湍流剪切后的氮化鈦納米顆粒的粒徑分布圖。

具體實施方式

如圖1-圖4所示。液態湍流瞬間高壓剪切法規?；稚⒓{米材料裝置，包括有共中心軸一字排列的進料口1、湍流發生室2、高壓湍流流槽3、出料口4，進料口1前端供帶有被加工材料的流體進入，進料口1末端連通至湍流發生室2一側，高壓湍流流槽3前端連通至湍流發生室2另一側，高壓湍流流槽3末端連通至出料口4，由進料口1、湍流發生室2、高壓湍流流槽3、出料口4共同構成高壓湍流分散腔室，其中進料口1徑向截面積小于湍流發生室2徑向截面積，高壓湍流流槽3徑向截面積小于進料口1徑向截面積。進料口1、湍流發生室2、高壓湍流流槽3、出料口4外壁材料均為人造金剛石。