[發明專利]一種包覆材料或空心材料的制備方法和制備裝置

有效

• 申請號: 201710883382.0
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN109553106B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 邱新平;馬天翼;張文廣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C01B33/029
• 分類號: C01B33/029;H01M4/38;H01M10/0525
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 夏東棟;錢程

1.一種顆粒材料的制備方法，所述顆粒材料為包覆材料或者空心材料，所述包覆材料在核材料的表面包覆了殼材料，其特征在于，該方法包括：

(1)將所述核材料加熱至第一溫度，該第一溫度高于所述殼材料的前驅體的反應溫度，

(2)使所述殼材料的前驅體處于第二溫度，該第二溫度低于其反應溫度，

(3)使所述處于第一溫度的核材料分散在所述處于第二溫度的殼材料的前驅體中，從而接觸了所述核材料的所述殼材料的前驅體達到了其反應溫度并反應以在所述核材料的表面生成了殼材料，從而得到所述包覆材料，

或者，該方法進一步包括

(4)將所述包覆材料與能夠與所述核材料反應的試劑進行反應，去除所述核材料，從而得到所述空心材料，

其中，所述核材料是納米或微米級的金屬碳酸鹽，所述殼材料的前驅體是硅烷SiH₄，或者硅烷SiH₄與惰性氣體的混合氣體，

所述核材料的粒徑是1nm至500μm之間，以及

在步驟(3)中所述的分散利用核材料的重力作用在殼材料前驅體中進行沉降并分散。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中

所述核材料的粒徑是5nm至10μm之間。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其中

所述核材料的粒徑是10nm至500nm之間。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其中

所述第一溫度比所述殼材料的前驅體的反應溫度高50-500℃；所述第二溫度比所述殼材料的前驅體的反應溫度低0-350℃。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的制備方法，其中

所述殼材料的前驅體是氣體。

6.一種顆粒材料的制備裝置，所述顆粒材料為包覆材料或者空心材料，所述包覆材料在核材料的表面包覆了殼材料，其特征在于，該裝置包括：

第一進料口，其用于進料核材料；

第二進料口，其在裝置下部，用于進料殼材料的前驅體；

第一加熱裝置，其用于將所述核材料加熱至第一溫度，該第一溫度高于所述殼材料的前驅體的反應溫度；

第二加熱裝置，其用于將所述殼材料的前驅體加熱至第二溫度，該第二溫度低于其反應溫度；

第一反應器，所述第一反應器包含第一反應區域，在所述第一反應區域中，所述核材料分散在所述殼材料的前驅體中；

第一排出口，其用于排出所述殼材料的前驅體的副產物；

第二排出口，其用于排出所制備的顆粒材料，

或者，該裝置進一步包括：

第二反應器，其用于去除所述核材料。

7.根據權利要求6所述的制備裝置，其中，

所述第一加熱裝置和所述第二加熱裝置中的任何一個位于第一反應器內部或者第一反應器外部。

8.根據權利要求7所述的制備裝置，其中，所述第一加熱裝置位于第一反應器內部時，所述第一加熱裝置位于所述第一反應區域上方。

9.根據權利要求6-8中任何一項所述的制備裝置，其中，

所述第一反應器包括用于使所述核材料均勻分散的振動篩，所述振動篩與所述第一加熱裝置分離或者集成在所述第一加熱裝置中。

10.根據權利要求6所述的制備裝置，其中，

所述裝置進一步包括換熱器，其用于在所述殼材料的前驅體的副產物和進料的所述殼材料的前驅體之間交換熱量。

11.根據權利要求10所述的制備裝置，

其中，所述第一排出口設置在緊鄰所述第一反應區域的上方。

12.根據權利要求10所述的制備裝置，

其中，所述第二進料口有至少兩個，且圍繞所述第一反應器的周向分布。