[发明专利]一种纳米镍粉的规模化连续制备装置和方法

权利要求书

1.一种纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：其包括压力原料储存容器、水合肼存储容器、撞击反应器、温控反应容器、撞击流混合器、搅拌反应装置和过滤装置，所述撞击反应器位于温控反应容器的上部开口处；所述撞击反应器包括位于中部的中央通道，在位于中央通道的周围设有偶数个对称的导流道，相对称的导流道之间的夹角为30~150°，所述压力原料储存容器至少有两个，其中一个压力原料储存容器与中央通道的入口连接，每两个相对称的导流道分别与另外的压力原料储存容器连接；所述导流道、中央通道的延长线相交于撞击反应器的下方、并位于温控反应容器的腔体中部，所述温控反应容器的侧壁设有排气孔；所述温控反应容器的出料口、水合肼存储容器分别与撞击流混合器的入口连接，所述撞击流混合器的出口与搅拌反应装置的入口连接，所述搅拌反应装置的出口与过滤装置连接；

所述压力原料储存容器中的一个装有镍盐和表面活性剂的混合水溶液，一个装有强碱水溶液。

2.根据权利要求1所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：相对称的导流道之间的夹角为60~120°。

3.根据权利要求1所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：其包括氢氧化镍存储容器，所述温控反应容器的底部设有出料口，所述出料口与氢氧化镍存储容器连接，所述氢氧化镍存储容器的出口与撞击流混合器的入口连接，所述氢氧化镍存储容器的出口与撞击流混合器的连接管线上设有换热器；所述水合肼存储容器与撞击流混合器的连接管线上设有换热器。

4.根据权利要求3所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：其包括高压保护气体容器、原料储存容器，所述高压保护气体容器分别通过气压表与至少两个压力原料储存容器连接，所述原料储存容器分别通过换热器与压力原料储存容器连接。

5.根据权利要求3所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于： 所述搅拌反应装置包括多个串联的搅拌反应槽，所述搅拌反应槽内设有挡板，所述搅拌反应槽包括槽体壁部，所述挡板位于搅拌反应槽的液体入口处的槽体壁部内侧，所述挡板的顶部高于槽体壁部的顶部；所述挡板的底部高于槽体壁部的底部，且与搅拌反应槽的底部留有间隙，所述挡板与槽体壁部之间设有流体通道，所述液体从搅拌反应槽的入口进入，然后通过流体通道从搅拌反应槽的底部流入搅拌反应槽内进行搅拌。

6.根据权利要求5所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：串联的搅拌反应槽高度依次降低，所述搅拌反应槽上部敞口，所述搅拌装置的壳体设有散热排气孔。

7.根据权利要求1所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置，其特征在于：其包括成品颗粒存储容器、废料容器，所述过滤装置分别与成品颗粒存储容器、废料容器连接。

8.一种纳米镍粉的规模化连续制备的方法，其特征在于：其采用如权利要求5所述的纳米镍粉的规模化连续制备装置进行制备，其包括以下步骤：

步骤S1，开启温控反应容器的温度控制系统，使温控反应容器内部的温度保持在50-85℃；

步骤S2，使压力原料储存容器的液体在压力作用下进入撞击反应器，通过撞击反应器的中央通道、导流道以一定的速度在撞击反应器的下方相互撞击并发生反应；反应后，产物掉落到温控反应容器的底部，继续反应后进入氢氧化镍存储容器中；

步骤S3，所述氢氧化镍存储容器中的物料加热到50-85℃进入撞击流混合器中，水合肼存储容器中的物料经过加热到40-60℃进入撞击流混合器中，两者发生撞击反应后进入搅拌反应装置中继续反应；

步骤S4，在搅拌反应装置中反应后的物料流入到过滤装置中，经洗涤过滤得到纳米镍颗粒。

9.根据权利要求8所述的纳米镍粉的规模化连续制备的方法，其特征在于：所述镍盐包括硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、乙酸镍中的一种或几种的混合物；所述镍盐的浓度为0.5-2.5mol/L；所述表面活性剂包括PVP、CTAB、CTAC、柠檬酸钠、F127、P123、细胞纤维素、脂肪酸、油酸中的一种或多种的混合物；所述强碱包括氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种的混合物。

10.根据权利要求8所述的纳米镍粉的规模化连续制备的方法，其特征在于：所述搅拌反应槽为四个，包括第一搅拌反应槽、第二搅拌反应槽、第三搅拌反应槽和第四搅拌反应槽，控制物料在第一搅拌反应槽中的时间为3-8分钟，在第二搅拌反应槽中的时间为5-15分钟，在第三搅拌反应槽中的时间为8-20分钟，在第四搅拌反应槽中的时间为15-30分钟。