[發(fā)明專利]一種多孔微球的制備裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811226937.5
• 申請(qǐng)日: 2018-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN109289950A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉向東;徐路遙;曹祥;吳梁玉;陳永平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;B01J13/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種多孔微球的制備裝置，包括外相流體注射器、中間相流體注射器、內(nèi)相流體注射器以及微流控芯片單元，所述微流控芯片單元包括外相輸入通道、中間相輸入通道、內(nèi)相輸入通道、多核雙乳液生成微結(jié)構(gòu)以及主流通道，在所述外相輸入通道連接外相注射器，在所述中間相輸入通道連接中間相注射器，在所述內(nèi)相輸入通道連接內(nèi)相注射器，其特征在于：所述多核雙乳液生成微結(jié)構(gòu)包括雙同軸玻璃毛細(xì)管，所述雙同軸毛細(xì)管包括第一錐形毛細(xì)管和第二錐形毛細(xì)管，所述的第一錐形毛細(xì)管和所述的第二錐形毛細(xì)管均為整體錐形管，所述第一錐形毛細(xì)管內(nèi)徑小于所述第二錐形毛細(xì)管，所述內(nèi)相輸入通道與第一錐形毛細(xì)管入口連接，所述中間相輸入通道與所述第二錐形毛細(xì)管入口連接；所述外相輸入通道出口位于所述雙同軸毛細(xì)管的出口；在所述內(nèi)相通道內(nèi)通過所述內(nèi)相流體注射器通入流速可控制的氣體，在所述外間相通道內(nèi)通過所述外相流體注射器注射通入含有納米顆粒的液體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔微球的制備裝置，其特征在于：所述多核雙乳液生成微結(jié)構(gòu)由雙十字形微通道構(gòu)成；所述雙十字形微通道由三條開在聚甲基丙烯酸甲酯板上的水平矩形通道垂直相交組成，包括干通道以及位于干通道不同位置的第一支通道和第二支通道，在干通道入口為內(nèi)相流體通道入口，第一支通道為中間相流體通道，第二支通道為外相流體通道。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔微球的制備裝置，其特征在于：在所述微流控芯片單元主流通道的出口還連接的固化收集單元。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多孔微球的制備裝置，其特征在于：所述固化收集單元包括紫外照射室、聚合通道、干燥微通道、高溫微電熱板、冷卻微通道以及多孔微球收集器，所述高溫微電熱板包裹所述干燥微通道，所述冷卻微通道的出口連接所述多孔微球收集器。

5.一種采用權(quán)利要求1-4任一所述制備裝置制備多孔微球的方法，其特征在于：

將內(nèi)相氣體、中間相乳液以及外相乳液分別注入制備裝置的各個(gè)通道，通過調(diào)控內(nèi)相氣體的輸氣量和外相乳液內(nèi)的納米顆粒濃度，在微流控芯片單元內(nèi)生成氣-液-液多核雙乳液，生成的多核雙乳液經(jīng)聚合、干燥成為所述的多孔微球。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述外相乳液的納米顆粒濃度為2wt％-7wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述納米顆粒為改性的二氧化硅納米顆粒、粘土納米顆粒或CuO納米顆粒。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的內(nèi)相氣體成分是空氣、二氧化碳或一氧化碳等；所述中間相乳液的成分是2～3wt％的PVA、1.2～2.5wt％的TritonX-100、65～75wt％的丙烯酰胺、1～2wt％的2，2-二乙氧基苯乙酮、2.5～4wt％的亞甲基雙丙烯酰胺、15～20wt％的水；所述外相乳液的成分是2～7wt％的納米顆粒、93～98wt％的硅油。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述氣-液-液多核雙乳液經(jīng)紫外線照射在毛細(xì)管內(nèi)發(fā)生化學(xué)鏈交聯(lián)直接聚合。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述多核雙乳液生成過程是：所述內(nèi)相注射器將內(nèi)相氣體注入所述第一錐形毛細(xì)管，由于玻璃是親水性的，因此在流量小于2.5μl/min的低空氣流量的條件下中間相乳液水被吸回到所述第一錐形毛細(xì)管中時(shí)，所述第一錐形毛細(xì)管孔口周圍的內(nèi)表面被中間相乳液浸沒；第一錐形毛細(xì)管中發(fā)生內(nèi)相氣體和內(nèi)相乳液的預(yù)乳化，并且內(nèi)相氣體在所述第一錐形毛細(xì)管中分裂成氣塞；然后，所述氣塞通過所述第二錐形毛細(xì)管孔口處被所述中間相乳液剪切掉，分解成體積小的微泡并分散到水滴中；所述的水滴與外向流體硅油形成兩相的交界面，之后液滴的頭部逐漸形成并增大，在黏性力和剪切力的共同作用下，液滴的頭部被拉伸至臨界狀態(tài)，隨著中間相乳液不斷流入，液滴形成頸部且所述的頸部越來越細(xì)，最終斷裂形成一個(gè)多核雙乳液。