[發(fā)明專利]一種納米顆粒制備系統(tǒng)及其制備方法

無效

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• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103523748A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 袁廣友
• 申請（專利權）人: 蘇州元泰自動化科技有限公司
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種顆粒的制備領域，具體涉及一種納米顆粒制備系統(tǒng)及其制備方法。

背景技術

納米顆粒由于其擁有巨大的比表面積有著巨大的市場前景，尤其是在汽車制造、制藥等行業(yè)，但是納米顆粒由于其特殊性，生產成本跟傳統(tǒng)顆粒相比偏高。

制造納米顆粒顆粒的方法主要可以分為向上法(bottom?up)和向下法(top?down)。最典型的向下法為碾磨法，顧名思義就是把大顆粒在溶液中碾磨成納米顆粒。該方法耗能非常高，并且碾磨成納米級別的顆粒穩(wěn)定性非常差，需要加入相應的穩(wěn)定劑，同時通過該方法生產出來的納米顆粒純度很低，通常含有碾磨容器和碾磨球的成分。通常該方法只適用于一些不與人體接觸且對顆粒純度沒有要求的行業(yè)。

向上法可以分為液相法和氣相法，這兩者方法是通過單個的原子或者分子來制造納米顆粒。液相法產生納米顆粒的方法一般比較簡單，產生納米顆粒的濃度相對較高，但是通過液相法生產的納米顆粒需要很多的后續(xù)處理過程，比如固液分離，清洗，干燥，煅燒等等。其缺點是生產過程不可控制，一旦反應開始，其生產參數(shù)就不可以改變，還有通過該方法制造的納米顆粒大小不可控制。此外，通過液相法制造的納米顆粒，其純度不高，主要是受其生產方式的限制。通過液相法得到的顆粒多多少少含有未完全反應的物質。除此之外，通過該方法制造的納米顆粒多為聚合物，其限制了對納米顆粒的進一步的加工以及使用，并且液相法為非連續(xù)的方法，因此該方法限制了生產產量。

納米顆粒還可以通過氣相法來制造。通過氣相法產生的納米顆粒不需要進行后續(xù)的處理，通過顆粒收集器收集就可以待用，而且通過該方法生產的納米顆粒濃度非常高，幾乎可以達到100％。另外一個氣相法的特點就是生產過程可以控制，可以根據需要改變反應參數(shù)，從而得到期望的顆粒性質，比如制造納米球形顆粒等等。該方法可以直接把生產出來的納米顆粒附著在某個載體表面形成一個納米鍍層。同時，氣相法是一個連續(xù)的方法，可以不間斷的生產納米顆粒，并且氣相法可以根據要求很容易的擴大設備，來提高產量。氣相法可分為氣體轉化顆粒法，液體轉換顆粒法以及固體轉換成顆粒法。氣相法生產納米顆粒的過程為為將原材料氣化，然后通過物理或者化學途徑制造納米顆粒。具體過程為，首先形成一個顆粒核，然后根據反應條件，通過繼續(xù)冷凝或者表面的化學方應或者顆粒的碰撞以及聚合形成納米顆粒。但是目前，現(xiàn)有市場上采用的氣相法生產納米顆粒的設備比較復雜，成本相對較高，收集納米顆粒的成本較高。

因此，一種設備簡單、成本較低、安全可靠的納米顆粒制備系統(tǒng)亟待出現(xiàn)。

發(fā)明內容

為解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種設備簡單、成本較低、安全可靠的納米顆粒制備系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種納米顆粒制備系統(tǒng)，包括用于制備納米顆粒的電弧發(fā)生器、引發(fā)所述電弧發(fā)生器產生電弧的高容量電容和高壓電產生裝置，所述高壓電產生裝置、所述高容量電容和所述電弧發(fā)生器依次電連接；

所述電弧發(fā)生器連接有收集納米顆粒的顆粒收集器；

所述電弧發(fā)生器上還裝設有用于冷卻所述電弧發(fā)生器的冷卻系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述電弧發(fā)生器上設置有用于產生電弧的兩個電極，所述兩個電極相對設置，位于同一水平面上，且所述兩個電極端部未接觸。

優(yōu)選的，在所述兩個電極外側套設有所述冷卻系統(tǒng)。

優(yōu)選的，在所述電極未接觸上方設置有運載氣體通過的第一進口，下方設置有顆粒物和氣體通過的第一出口。

優(yōu)選的，在遠離所述第一進口的所述電極端部均設置有用于自動加載消耗電極的電極加載系統(tǒng)，所述電極加載系統(tǒng)包括馬達和在所述馬達驅使下帶動所述電極運動的傳動軸。

優(yōu)選的，所述顆粒收集器包括運載氣體和顆粒通過的第二進口和第二出口，所述第二進口與所述第一出口相連接。

優(yōu)選的，所述電弧發(fā)生器上還連接有用于檢測電極間距離的電極間距探測儀。

優(yōu)選的，在所述顆粒收集器后還裝設有氣泵。

本發(fā)明還提供了一種納米顆粒制備方法，具體步驟如下：

(1)所述高壓電產生裝置將220V電壓轉換成高壓電；

(2)將上述轉換成的高壓電能量儲存在所述高容量電容中；

(3)當能量到達峰值時，所述高容量電容釋放能量；

(4)從所述高容量電容中釋放的能量，激發(fā)所述電弧發(fā)生器產生電?。?/p>

(5)產生的電弧揮發(fā)電極；

(6)所述冷卻系統(tǒng)對整個電弧發(fā)生器進行冷卻，當運載氣體到達電弧發(fā)生器時被冷卻，此時所述電極揮發(fā)物產生納米顆粒，并且將納米顆粒帶出所述電弧發(fā)生器；