[发明专利]高压气化金属纳米粒子及纳米浆料的制备方法及其制备系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压气化金属纳米粒子制备方法及采用所述纳米粒子制备纳米浆料的方法，同时还涉及可制备上述纳米粒子及纳米浆料的制备系统。

背景技术

纳米材料已经成为当今世界研究和关注的焦点，其中，纳米粉的生产一直是纳米材料生产的重点。目前制备金属及其合金等的纳米粒子的方法一般为物理法和化学法，物理法包括机械合金化法，溅射法，等离子法，激光复合法等；化学法包括电解法，微乳法，化学镀还原法，羰基热解法等。物理法能耗大，产品纯度高，粒度分布不均匀，生产金属纳米的品种单一，不能根据需要随时按比例同时生产多种成分的符合金属纳米材料；而化学法产量低，工艺控制复杂，批量生产困难，而且有一定污染性。本专利的申请人在前公开了申请号为200510100256.0，名称为“一种闪电气化金属丝制备纳米粒子的方法”的专利，其能实现对各种可延展为丝状的金属的纳米粒子的连续性制备，特别是某些贵金属及高熔点的金属的纳米粒子的制备。但是，该专利没有涉及到对不同粒径的纳米粒子进行分级，也不能直接制备不同粒径级别的浆料；而且，目前也还没有能将纳米粒子粉体制备与浆料制备合二为一的纳米材料制备设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可按不同粒径进行分级收集的纳米粒子制备方法，及采用所述纳米粒子制备具有不同粒径分级的纳米浆料的制备方法；同时，本发明还提供一种可制备上述纳米粒子及纳米浆料的制备系统。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：

高压气化金属纳米粒子制备方法，包括以下工艺步骤：

a、装丝：根据需要获得的金属纳米粒子选择合适材料的金属丝，将其送入高压气化金属纳米粒子制备系统内，并选择合适的高压电压；

b、设置保护气体：将高压气化金属纳米粒子制备系统进行抽真空，然后充入保护气体至要求气压；

c、制备纳米粒子：启动高压气化金属纳米粒子制备系统，在电极板及金属丝之间产生高压并产生闪电，将金属丝气化并在保护气体中凝固形成纳米粒子，通过所述制备系统中位于不同高度位置的收集器将不同粒径的纳米粒子分级收集；

d、卸下收集器，取出成品。

高压气化金属纳米浆料制备方法，包括以下工艺步骤：

a、装丝：根据需要获得的金属纳米粒子选择合适材料的金属丝，将其送入高压气化金属纳米粒子制备系统内，并选择合适的高压电压；

b、设置保护气体：将高压气化金属纳米粒子制备系统进行抽真空，然后充入保护气体至要求气压；

c、制备纳米粒子：启动高压气化金属纳米粒子制备系统，在电极板及金属丝之间产生高压并产生闪电，将金属丝气化并在保护气体中凝固形成纳米粒子，通过所述制备系统中位于不同高度位置的收集器将不同粒径的纳米粒子分级收集；

d、制备纳米浆料：在各收集器内装有制备纳米浆料的液体，将进入收集器的纳米粒子与收集器中的液体通过分散混合装置进行混合，制成具有不同粒子粒径的纳米浆料；

e、卸下收集器，取出成品。

作为上述方案的进一步改进，步骤d中所述的分散混合装置是给每个收集器配置的循环输液管及超声波发生器。

高压气化金属纳米粒子制备系统，包括空调系统、电路控制系统以及与气化室连接的进丝室、放电室和保护气系统，所述气化室出口通向收集系统，所述收集系统包括安装于不同高度位置的两个或两个以上收集器。

高压气化金属纳米浆料制备系统，其是采用上述的高压气化金属纳米粒子制备系统，并在所述收集器内装有制备纳米浆料的液体，每个收集器分别配置有对进入液体的金属纳米粒子进行分散的循环输液管及超声波发生器。

本发明的有益效果是：本发明的高压气化金属纳米粒子及纳米浆料的制备方法利用不同粒径的纳米随高度分布不同的原理，在制备金属纳米粒子后可直接对纳米粒子进行分级，并可直接制备成浆料，大大简化了工艺过程，而且，本发明的制备系统可将纳米粒子粉体制备与浆料制备合二为一，大大简化了系统装置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的高压气化金属纳米粒子制备系统的结构示意图；

图2为本发明的电路控制系统连接示意图；

图3为本发明的高压气化金属纳米浆料制备系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的高压气化金属纳米粒子与浆料的制备方法，通过高压放电将金属丝气化后冷凝获得球形纳米粒子，并利用不同粒径的微粒随高度分布不同的原理，通过设置于不同高度位置的收集器对不同粒径的纳米粒子进行分级，并将分级后的纳米粒子进行收集。