[發(fā)明專利]微粒分級測定裝置、粒子濃度分布均勻的試樣制作裝置、以及納米粒子膜成膜裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380029887.0
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN104380078B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奧田浩史
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N1/02;G01N27/60
• 代理公司: 上海市華誠律師事務(wù)所 31210
• 代理人: 肖華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及適合使用于汽車廢氣中的納米微粒濃度的監(jiān)測、大樓衛(wèi)生管理、勞動安全衛(wèi)生等的微粒測定裝置，特別是涉及根據(jù)粒徑分級測定微粒的微粒分級測定裝置、粒子濃度分布均勻的試樣制作裝置、及納米粒子膜成膜裝置。

背景技術(shù)

作為數(shù)納米到數(shù)十納米以上的微小粒徑的微粒數(shù)的計數(shù)裝置，已知有以微粒為核，使其周圍凝聚水、丁醇等工作流體蒸汽，以增大微粒直徑，然后對該微粒照射光線，檢測其特定散射角的散射光脈沖數(shù)，以測定微粒數(shù)濃度的CPC(condensing?particle?counter：凝聚核粒子計數(shù)器)。

另一方面，對于粒徑在從300納米以上到數(shù)微米范圍內(nèi)的粒徑大的微粒，已知有對其照射光線，檢測其特定散射角的散射光脈沖數(shù)、散射光強度或透射光強度，以測定微粒直徑和微粒數(shù)濃度的光學(xué)粒子計數(shù)器以及粉塵計。這些裝置的測定對象微粒的直徑互不相同。

又，作為具備對納米級粒徑的微粒進行微粒尺寸分級的分級機構(gòu)的測定裝置，已知有微分型電遷移率分析儀(DMA)或積分型電遷移率分析儀。分級機構(gòu)采用從分級部側(cè)壁面導(dǎo)入試樣氣體，同樣從分級部側(cè)壁面吸出包含分離為所希望的粒徑的微粒的氣體的機構(gòu)(參照專利文獻1～5、參照非專利文獻1、2)。

對納米材料利用TEM(透射型電子顯微鏡)、SEM(掃描型電子顯微鏡)、AFM(原子力顯微鏡)等進行的形狀觀察、利用每一粒徑的GC－MS(氣相色譜-質(zhì)譜分析計)、及ICP－MS(感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜儀)等進行的定性定量分析，對于其毒性評價或排出源的確定是重要的。為了制作這樣的分析用的試樣，作為將氣溶膠(aerosol)收集于捕集板的裝置之一，采用沖擊器(impacter)。沖擊器是利用噴嘴噴出的氣溶膠的慣性沖擊將氣溶膠采集于捕集板的裝置，捕集的氣溶膠的粒徑利用為了從噴嘴噴出而吸引的空氣的流量和噴嘴的直徑來進行調(diào)整。

但是，沖擊器由于噴嘴前后發(fā)生的壓力損失的影響，在試樣粒子上施加了壓應(yīng)力。在這個過程中，低沸點成分的粒子發(fā)生蒸發(fā)。而且，將從微小口徑的噴嘴高速噴出的粒子捕集于沖擊板的這種方法中，噴嘴正面捕集的粒子濃度高，越是遠離噴嘴正面粒子濃度越下降是不可避免的。而且，大粒徑粒子被捕集于噴嘴正面的狹窄的范圍內(nèi)，微小的粒子分散于相對較大的范圍的，與粒子直徑相關(guān)的分布也是不可避免的。

形成數(shù)納米到十數(shù)納米的納米粒子構(gòu)成的納米粒子膜，將其作為低折射率膜使用于IC曝光光源用的投影透鏡的技術(shù)正在實用化。這樣的納米粒子膜，從防止投影圖像的畸變這一點考慮，膜的均勻性是重要的。

研究要應(yīng)用于燃料電池或2次電池的納米尺寸的催化劑，是在高分子電解質(zhì)膜中添加納米尺寸的催化劑粒子的催化劑。納米尺寸的催化劑可以期待通過將催化劑粒子做成納米尺寸以提高催化劑效率。為了用納米尺寸的催化劑提高總利用效率，有必要使催化劑粒子均勻分散。要求成膜方法在這樣的納米尺寸的催化劑的制作過程中，在向電解質(zhì)膜添加催化劑時，催化劑粒子的動能和熱等不會給電解質(zhì)膜造成損壞。向來使用的旋轉(zhuǎn)涂布法等濕式法不能夠消除粒子的不均勻分布，蒸鍍、濺射等干式法不能避免對膜造成損壞。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1:美國專利申請公開第2005/0162173號

專利文獻2:美國專利第6230572號

專利文獻3:美國專利第6828794號

專利文獻4:美國專利第6230572號

專利文獻5:美國專利第6787763號

非專利文獻

非專利文獻1：Chen,D-R,D.Y.H.Pui,D.Hummes,H.Fissan,F.R.Quant,and?G.J.Sem,[1998],Design?and?Evaluation?of?a?Nanometer?Aerosol?Differential?Mobility?Analyzer(Nano-DMA),Journal?of?Aerosol?Science?29/5:497-509.

非專利文獻2：Fissan,H.J.,C.Helsper,and?H.J.Thielen[1983],Determination?of?Particle?Size?Distribution?by?Means?of?an?Electrostatic?Classifier.Journal?of?Aerosol?Science,14:354.

非專利文獻3：粉體工學(xué)會誌，Vol.22,No.4,pp.231-244(1985)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題