[發明專利]局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110995854.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113694856B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 李富柱;嚴瑩;郭玉琴;王勻;張昆;任立輝;郭俊;陳尚爽;任逸
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01J19/10
• 分類號: B01J19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，包括一個空化容器（17），其特征是：空化容器（17）的內部正中間是垂直布置的螺旋槳（18）和第二電機（19），第二電機（19）帶動螺旋槳（18）旋轉，空化容器（17）的外部套有一圈金屬導體（6），金屬導體（6）上繞有線圈（7），金屬導體（6）和線圈（7）外部套有隔熱套（8），隔熱套（8）和金屬導體（6）均通過連桿組件（5）固定連接于在空化容器（17）外部的升降裝置，空化容器（17）的內部高度大于或等于隔熱套（8）高度的五倍。

2.根據權利要求1所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：有兩個所述的升降裝置相對于空化容器（17）的中心對稱布置，每個升降裝置都由保護殼體（23）、絲杠（11）、移動塊（9）、光桿（10）、軸承（25）以及第一電機（12）組成，保護殼體（23）內部設置絲杠（11）、移動塊（9）和光桿（10），絲杠（11）上下垂直，下端同軸固定連接第一電機（12）的輸出軸，絲杠（11）的上端經軸承（25）連接于保護殼體（23）的上部，絲杠（11）上配合套有移動塊（9），移動塊（9）通過螺母（22）固定連接連桿組件（5），絲杠（11）的兩側分別是一根光桿（10），兩根光桿（10）和絲杠（11）平行，兩根光桿（10）穿過移動塊（9）上的孔且上下兩端分別固定連接于保護殼體（23）的上部和下部。

3.根據權利要求1所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：所述的連桿組件（5）由一根水平桿和五根垂直桿連接組成，第一根垂直桿和第二根垂直桿分別位于絲杠（11）且下端均固定連接移動塊（9），上端均向上伸出在保護殼體（23）的上方且共同固定連接一根水平桿的外端，水平桿的內端朝空化容器（17）方向延伸并固定連接第三根垂直桿和第四根垂直桿的上端，第三根垂直桿和第四根垂直桿的下端通過固定連接隔熱套（8）和金屬導體（6）。

4.根據權利要求3所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：連桿組件（5）的第五根垂直桿的下端和水平桿的外端固定連接，上端固定連接工作面板（3），工作面板（3）位于空化容器（17）的正上方，兩個升降裝置的兩根第五根垂直桿共同支撐工作面板（3）。

5.根據權利要求4所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：空化容器（17）的外側壁上裝有多個溫度傳感器（4），工作面板（3）上設有電源（1）、溫度顯示器（2）和四個開關，第二電機（19）經第一開關（13）連接電源（1），溫度顯示器（2）經溫度傳感器（4）、第二開關（14）連接電源（1），線圈（7）經第三開關（21）連接于電源（1），第一電機（12）經第四開關（24）連接于電源（1）。

6.根據權利要求1所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：空化容器（17）用透明可視的導熱材料制成，隔熱套（8）由杜瓦制成。

7.根據權利要求1所述的局部高溫產生空化效應制備二維材料納米片的裝置，其特征是：隔熱套（8）是具有上表面和下表面的圓筒，其中心孔套在空化容器（17）外且與空化容器（17）的外壁不接觸，隔熱套（8）的內壁開有一圈環形的凹槽，金屬導體（6）和線圈（7）位于這一圈環形的凹槽中，隔熱套（8）和金屬導體（6）、線圈（7）均不接觸。

8.一種用如權利要求1所述裝置制備二維材料納米片的制備方法，其特征是包括以下步驟：

步驟A：將所需要制備納米片的二維材料粉末與水依次加入到空化容器（17）內部，第二電機（19）驅動螺旋槳（18）旋轉進行攪拌液體；

步驟B：給線圈（7）通電，被金屬導體（6）所覆蓋的空化容器（17）對應內部產生局部高溫；

步驟C：升降裝置工作，經連桿組件（5）帶動金屬導體（6）和隔熱套（8）上下移動，從而移動空化容器（17）內部的局部加熱位置，該局部加熱位置與空化容器（17）內其余位置產生溫度差導致壓強變化，當壓強降低至該溫度下液體的飽和蒸汽壓時，液體內部產生空化效應，剝離所需要制備成納米片的二維材料。