[發(fā)明專利]一種氣相爆轟法合成納米材料的收集裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810440047.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108414297B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆鴻浩;趙鐵軍;王小紅;李曉杰;張瀟飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/22
• 分類號(hào): G01N1/22;G01N23/2202
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

本發(fā)明提供了一種氣相爆轟法合成納米材料的收集裝置，屬于納米材料合成技術(shù)領(lǐng)域。將等長(zhǎng)度并帶有固定裝置的收集平臺(tái)移動(dòng)線路與形狀標(biāo)稱固定，得到納米材料收集裝置的固定框架。將收集平臺(tái)固定于收集裝置的固定框架上，制成納米材料的收集裝置。將該裝置內(nèi)置于氣相爆轟管，并通過(guò)氣相爆轟合成納米材料實(shí)驗(yàn)，收集到了粒徑尺寸小于爆轟管內(nèi)壁收集到的樣品。本發(fā)明的有益之處有：1)收集裝置結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、材質(zhì)物化性質(zhì)穩(wěn)定，可收集不同位置的納米材料。2)收集裝置上的納米材料粒徑均小于爆轟管內(nèi)壁產(chǎn)物粒徑，有助于揭示氣相爆轟合成納米材料的理論分析。3)根據(jù)不同位置的樣品形貌特征，提供一種收集特定形貌、尺寸納米材料的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣相爆轟法合成納米材料的收集裝置，更具體地講，本發(fā)明涉及一種位置可移動(dòng)的收集爆轟反應(yīng)區(qū)產(chǎn)物的裝置，屬于納米材料合成技術(shù)領(lǐng)域。收集到的產(chǎn)物可用來(lái)揭示氣相爆轟法合成納米材料的生長(zhǎng)機(jī)理。

背景技術(shù)

氣相爆轟法是一種操作便捷、反應(yīng)速率快、設(shè)備要求低、產(chǎn)物純度高的納米材料制備方法(閆鴻浩,吳林松,李曉杰,趙鐵軍.爆溫對(duì)氣相爆轟合成納米TiO₂結(jié)構(gòu)和性能的影響[J].《無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)》.2017,03:275-280)。氣相爆轟法一般采用可燃性氣體(如H₂、碳?xì)浠衔锏?與O₂或空氣等氧化性氣體的混合氣體作為爆源，在密閉的空間內(nèi)通過(guò)電火花引爆該氣體產(chǎn)生高溫的爆轟或爆燃熱解前驅(qū)體制備納米材料。TiCl₄受熱易氣化，常作為氣相爆轟法制備納米TiO₂的前驅(qū)體，研究發(fā)現(xiàn)爆源、爆速、初始?jí)毫Α⒊跏紲囟取⑶膀?qū)體濃度等因素可對(duì)納米TiO₂的物相及形貌產(chǎn)生不同程度的影響，甚至造成其光催化活性的改變(歐陽(yáng)欣.氣相爆燃與爆轟法制備納米二氧化鈦顆粒研究[D].大連:大連理工大學(xué)博士論文,2009)。納米SnO₂與納米SiO₂分別可通過(guò)氣相爆轟法分解SnCl₄與SiCl₄制備，且它們的形貌尺寸同樣受上述因素的影響(閆鴻浩,吳林松,李曉杰,王小紅,王勝杰.前驅(qū)體相對(duì)物質(zhì)的量的變化對(duì)氫氧氣相爆燃制備納米SiO₂顆粒的影響[J].《爆炸與沖擊》.2012,06:581-584.閆鴻浩,王勝杰,李曉杰,吳林松.初始?jí)毫?duì)氣相爆轟制備納米SnO₂的影響[J].《功能材料》.2013,20:3016-3019)。通過(guò)調(diào)整前驅(qū)體種類可獲得TiO₂-SnO₂、TiO₂-SiO₂、TiO₂-Fe₂O₃等納米復(fù)合材料，并且其光催化活性較純TiO₂納米顆粒有較明顯的提升(L.S.Wu,H.H.Yan,J.L.Xiao,X.J.Li,X.H.Wang.Characterization and photocatalytic properties ofSiO₂-TiO₂nanocomposites prepared through gaseous detonation method[J].《Ceramics International》.2017,43(12):9377-9381.L.S.Wu,H.H.Yan,X.J.Li,X.H.Wang.Characterization and photocatalytic properties of SnO₂-TiO₂nanocomposites prepared through gaseous detonation method[J].《CeramicsInternational》.2017,43(1):1517-1521.)。除氧化物外，氣相爆轟法制備的碳包覆金屬納米材料、碳納米材料以及碳納米管等具有很好的形貌結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性。用二茂鐵作前驅(qū)體，可制備碳包鐵/碳化鐵納米顆粒(H.Yan,T.Zhao,X.Li,C.Hun.Hydrogen and air detonation(deflagration)synthesis of carbon-encapsulated iron nanoparticles[J],《Combustion,Explosion and Shockwaves》.2015,51(4):495-501.)；用乙酰丙酮銅作前驅(qū)體，可合成碳包銅納米顆粒(閆鴻浩,張瀟飛,趙碧波,趙鐵軍,李曉杰.氣相/凝聚炸藥爆轟合成的碳包銅納米顆粒特征[J].《強(qiáng)激光與粒子束》.2017,08:74-78.)；引爆苯-氧混合氣體，在負(fù)氧條件下能夠合成洋蔥狀富勒烯納米材料(N.Luo,H.W.Jing,Z.G.Ma,R.H.Chen.Gaseous detonation chemical synthesis of onion-like carbons[J].《Mendeleev Communications》.2017,27(2):195-197.)；通過(guò)調(diào)整混合氣體中可燃性氣體比例，以二茂鐵為催化劑可以獲得碳納米管材料(T.J.Zhao,X.J.Li,J.H.S.Lee,H.H.Yan.The effects of hydrogen proportion on the synthesis of carbonnanomaterials with gaseous detonation(deflagration)method[J].《MaterialsResearch Express》.2018,5(2):025024.楊瑞,李曉杰,閆鴻浩.氣相爆轟法合成含鐵多壁碳納米管[J].《高壓物理學(xué)報(bào)》.2017,03:209-214.)。