[發明專利]一種多維度納米復合材料的陣列式液相合成系統

有效

• 申請號: 201810180349.6
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108483486B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 林紅;張琦
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C01G21/00
• 分類號: C01G21/00;B82Y30/00
• 代理公司: 11246 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

1.一種多維度納米復合材料的陣列式液相合成系統，其特征在于：按照工藝流程依序包括前期處理設備、低維單相納米材料合成設備、中期處理設備、復合材料合成設備和后期處理設備以及輔助通道；

陣列式液相合成系統可精準定位低維單相納米材料及其復合材料合成的關鍵環節，通過對不同階段的材料進行處理，改善表面或界面特性，并高精度控制液相合成方法及其工藝條件；

其中，前期處理設備通過調節添加液類型、溶液濃度、溫度、pH值的工藝條件，修飾合成材料的表面結構，為納米材料的合成提供適宜的前驅體溶液、材料的界面修飾、合成材料及合成環境；低維單相納米材料合成設備通過控制添加液類型、溶液濃度、溫度、pH值的溶劑合成條件及外加場類型、電場強度、時間的外加電場條件，控制合成零維、一維或二維的低維單相納米材料的形貌、尺寸、各向異性的合成；中期處理設備和后期處理設備通過調節添加液類型、溶液濃度、溫度、pH值的工藝條件，修飾低維單相納米材料的表面結構，為復合材料合成提供適宜的合成材料及合成環境，并可實現對納米材料的清洗及復合材料合成環境的調節；納米復合材料合成設備通過控制添加液類型、溶液濃度、溫度、pH值的溶劑合成條件及外加場類型、電場強度、時間的外加電場條件，控制零維/一維核殼結構材料、一維/二維表面負載零維材料、二維表面負載一維構建準三維結構材料、二維范德瓦爾斯異質結及由其組成的多結構/異質結的納米復合材料合成；輔助通道用于分別為各個設備提供前驅體溶液、低維單相納米材料以及復合材料。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述前期處理設備包括攪拌桿、出氣路、進氣路、頂蓋、進料口、抽真空管、加熱棒、粘度計、pH計、電導率計、測溫探頭、外殼、超聲器和出料口。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述低維單相納米材料合成設備包括出氣路、進氣路、頂蓋、進料口、抽真空管路、粘度計、引導電極正極、內襯、外殼、注氣口、pH計、快速注液口、測溫探頭、電導率計、基底材料、出料口、引導電極負極、加熱棒和超聲器。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述中期處理設備和后期處理設備結構相同，包括攪拌桿、出氣路、進氣路、頂蓋、進料口、抽真空管路、粘度計、加熱棒、pH計、電導率計、測溫探頭、出料口、超濾膜/濾紙、外殼、過濾隔板和過濾抽真空管路。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述納米復合材料合成設備包括粘度計、頂部引導電極、出氣路、進氣路、頂蓋、外殼、進料口、抽真空管路、內襯、加熱棒、注氣口、快速注液口、正側方引導電極、負側方引導電極、pH計、電導率計、測溫探頭、出氣路、超聲器、底部引導電極和基底材料。

6.根據權利要求1所述的系統，其特征在于：所述輔助通道分別連接前期處理設備、低維單相納米材料合成設備、中期處理設備、復合材料合成設備和后期處理設備。

7.根據權利要求1所述一種多維度納米復合材料的陣列式液相合成系統的應用，其特征在于，所述系統可用于包括零維、一維或二維材料在內的低維單相納米材料，以及零維/一維核殼結構材料、一維/二維表面負載零維材料、二維表面負載一維構建準三維結構材料、二維范德瓦爾斯異質結及由其組成的多結構/異質結納米復合材料的合成，合成的單相納米材料及其納米復合材料具有優異的各向異性、良好的穩定性和豐富的化學活性。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述前期處理設備還可用于高品質前驅體溶液的合成，所述低維單相納米材料合成設備還可用于二維納米材料的化學分離，所述中期處理設備還可用于二維材料表面或界面修飾，所述后期處理設備還可用于納米復合材料的表面及界面處理。

9.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述系統可用于低維單相納米材料及其復合材料的器件組裝。