[实用新型]用于纳米晶合成的集束式微毛细管装置

说明书

技术领域

本实用新型属于合成氧化物纳米晶制备技术领域，用于在较低温度下直接合成纳米晶氧化物粒子，涉及一种用于纳米晶合成的集束式微毛细管装置。

背景技术

在现有的用微细毛细管合成纳米晶的过程中，需要将反应原溶液通过一根微细的毛细管在一定温度下流出来完成纳米晶合成，该微细管的尺寸限于制备技术，通常长度有限且内管径约为1微米～3微米，制备技术难度极高，且难以达到更微细的亚微米、纳米级尺寸，同时通过一根毛细管来进行化学合成，产品的产出率极低，只适用实验室研究用途，不适合大批量的产业化应用和高效率的实验研究。因此，围绕产业化纳米晶合成过程和高效率实验研究用途，针对微米、亚微米、纳米级的微毛细管合成装置需求，需要一种效率高、管径尺度达到亚微米、纳米级的纳米晶合成装置开发。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于纳米晶合成的集束式微毛细管装置，解决现有技术的单根毛细管合成纳米晶装置，由于管径尺寸难以加工到亚微米、纳米级尺寸，导致生产效率低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种用于纳米晶合成的集束式微毛细管装置，包括反应原溶液容器和反应产物容器，反应原溶液容器通过导管与增压泵进口连通，增压泵出口通过第二段导管与集束式微毛细管反应器连通，集束式微毛细管反应器设置在恒温器中，集束式微毛细管反应器的出口通过第三段导管与反应产物容器连通。

本实用新型的用于纳米晶合成的集束式微毛细管装置，其特点还在于：

所述的集束式微毛细管反应器的结构是，通过多个复合纤维丝捆束密堆，各个捆束密堆的纤维丝表面的密排间隙构成多个毛细管道。

每根复合纤维丝的结构是，包括轴心的纤维丝，在每个纤维丝的圆周表面包裹有一层纤维丝束带，在纤维丝束带圆周表面还包裹有一层保护套管，每相邻三根复合纤维丝互相外切围成一个通道。

本实用新型的有益效果是，集束式微毛细管反应器中的毛细管尺寸相当于石英（或玻璃、或有机树脂）纤维直径的15.5%，采用不同尺寸的石英纤维，即可得到不同尺寸的毛细管尺寸，目前市售的石英（或玻璃、或有机树脂）纤维尺寸为0.1um～15um，规格齐全，因此能够可靠的实现微米级、亚微米级、纳米级不同尺度下的毛细管尺寸控制，适应不同尺度下的纳米晶制备需要和研究目的。装置结构简单、工作可靠，成本低；采用集束式结构，毛细管数目约等于石英（或玻璃、或有机树脂）纤维的根数，能够形成10⁴～10⁸数量级的微毛细管通道，纳米晶产物的生产效率比常规单根毛细管装置提高10⁴～10⁸倍。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置中的集束式微毛细管反应器的单元通道结构示意图；

图3是本实用新型装置中的集束式微毛细管反应器的单束纤维的结构示意图。

图中，1.反应产物容器，2.纳米晶产物，3.保护套管，4.纤维丝束带，5.纤维丝，6.反应原溶液容器，7.导管，8.增压泵，9.集束式微毛细管反应器，10.恒温器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型的用于纳米晶合成的新型集束式微毛细管装置结构是，包括反应原溶液容器6和反应产物容器1，反应原溶液容器6通过导管7与增压泵8进口连通，增压泵8出口通过第二段导管7与集束式微毛细管反应器9连通，集束式微毛细管反应器9设置在恒温器10中，集束式微毛细管反应器9的出口通过第三段导管7与反应产物容器1连通，反应产物容器1中用于盛放最终的纳米晶产物2。

参照图2和图3，集束式微毛细管反应器9的结构是，通过多个复合纤维丝捆束密堆，各个捆束密堆的纤维丝表面的密排间隙构成多个毛细管道，集束式微毛细管反应器9根据实际需要，其形状可以分为棒型或U型两种形状，

每一个通道均包括三根复合纤维丝互相外切而成，每根复合纤维丝的结构是，包括轴心的纤维丝5，在每个纤维丝5的圆周表面包裹有一层纤维丝束带4，在纤维丝束带4圆周表面还包裹有一层保护套管3。纤维丝5采用石英纤维、玻璃纤维或有机树脂纤维材料。

棒型或U型集束式微毛细管反应器作为反应原溶液容器与反应产物容器1均采用市售玻璃容器（如烧杯、锥形瓶等）。

导管7选用耐压、耐腐蚀的硅胶管或耐压管。

增压泵8选用蠕流泵、隔膜泵或柱塞泵。