[發(fā)明專(zhuān)利]一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810868227.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108770171A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣燦
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H05H1/26
• 分類(lèi)號(hào): H05H1/26
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發(fā)明公開(kāi)了一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)。該制備系統(tǒng)包括將液態(tài)前驅(qū)體定量霧化的霧化裝置、生成粉體納米材料的等離子反應(yīng)器、將粉體納米材料與氣相分離的納米粉體收集裝置和對(duì)分離的氣相進(jìn)行處理的尾氣處理裝置；霧化裝置的霧化室、等離子反應(yīng)器的等離子體槍和等離子體反應(yīng)腔、納米粉體收集裝置依次從上至下垂直且同軸布置。本發(fā)明的一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)，結(jié)合液相前驅(qū)體霧化技術(shù)和等離子體技術(shù)，將霧化的前驅(qū)體溶液同軸的注入到等離子體中，可使前驅(qū)體與等離子體充分接觸，提高反應(yīng)效率。該系統(tǒng)可應(yīng)用于各種適合霧化的前驅(qū)體物質(zhì)制備納米材料，具適用范圍廣，生產(chǎn)效率高，工藝流程簡(jiǎn)單，過(guò)程可控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)。

背景技術(shù)

納米材料具有與常規(guī)宏觀材料顯著不同的光、電、磁、熱等物理和化學(xué)性質(zhì)，在能源、環(huán)境、生物醫(yī)療、電子信息、國(guó)防軍工等眾多領(lǐng)域有著廣泛而重要的應(yīng)用。然而，納米材料的比表面積巨大，致使其制備較為困難，尤其是大批量、規(guī)模化、穩(wěn)定地制備納米材料一直是限制其廣泛應(yīng)用的最大障礙。目前，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大批量制備納米材料的技術(shù)非常少。常規(guī)的納米材料制備方法，包括物理和化學(xué)的方法，尤其是化學(xué)方法，均難以大批量、連續(xù)地制備納米材料。

傳統(tǒng)制備納米材料的化學(xué)方法主要分為液相化學(xué)沉淀法和氣相化學(xué)沉積法。液相化學(xué)沉淀法具有操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種液態(tài)的前驅(qū)體，但后處理過(guò)程復(fù)雜，所得納米材料尺寸較大且不均勻；氣相化學(xué)沉積法則適用于氣態(tài)前驅(qū)體或能夠氣化的前驅(qū)體，所制備的納米材料均一可控且尺寸較小，但該方法通常為間歇式生產(chǎn)，可適用的前驅(qū)體較少。因此，如何有機(jī)地結(jié)合兩種制備方法各自?xún)?yōu)點(diǎn)，形成可靠的制備系統(tǒng)，是解決多種納米材料連續(xù)化制備的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)。

本發(fā)明的一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)，包括將液態(tài)前驅(qū)體定量霧化的霧化裝置、生成粉體納米材料的等離子反應(yīng)器、將粉體納米材料與氣相分離的納米粉體收集裝置和對(duì)分離的氣相進(jìn)行處理的尾氣處理裝置；所述霧化裝置的霧化室、所述等離子反應(yīng)器的等離子體槍和等離子體反應(yīng)腔、納米粉體收集裝置依次從上至下垂直且同軸布置。

優(yōu)選的，所述霧化裝置包括霧化發(fā)生器和將所述液態(tài)前驅(qū)體輸送至霧化發(fā)生器的蠕動(dòng)泵。

優(yōu)選的，所述霧化發(fā)生器可以是高壓噴霧或超聲噴霧裝置。

優(yōu)選的，所述離子反應(yīng)器還包括為等離子體槍提供電源的等離子體電源。

優(yōu)選的，等離子體電源為直流等離子體電源、微波等離子體電源或高頻電感耦合等離子體電源。

優(yōu)選的，所述霧化室的出料口與等離子體槍內(nèi)部導(dǎo)管連通。

優(yōu)選的，所述等離子體反應(yīng)腔為耐高溫金屬材料、石英、剛玉或耐火磚。

優(yōu)選的，所述納米粉體收集裝置為濕法收集裝置、旋風(fēng)分離裝置或布袋收集裝置。

優(yōu)選的，所述等離子體反應(yīng)腔的尾部與納米粉體收集裝置連接。

優(yōu)選的，所述納米粉體收集裝置排氣口與尾氣處理裝置連接。

本發(fā)明所提供的一種同軸式噴霧的等離子體納米材料制備系統(tǒng)，結(jié)合液相前驅(qū)體霧化技術(shù)和等離子體技術(shù)，將霧化的前驅(qū)體溶液同軸的注入到等離子體中，可使前驅(qū)體與等離子體充分接觸，提高反應(yīng)效率。該系統(tǒng)可應(yīng)用于各種適合霧化的前驅(qū)體物質(zhì)制備納米材料，具有適用范圍廣的特點(diǎn)；并且，該系統(tǒng)可連續(xù)化制備和收集各種零維、一維或二維的無(wú)機(jī)納米材料、金屬納米材料、納米金屬氧化物或硫化物、碳納米材料及雜化納米材料，生產(chǎn)效率高，工藝流程簡(jiǎn)單，過(guò)程可控，是一種新型的粉體納米材料制備系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明