[发明专利]气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置

说明书

本发明涉及一种气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置，该气流气泡喷射制备纳米颗粒装置包括盛装有溶液或熔体的储液池、设置在储液池一侧的接收装置、设置在储液池内的气泡发生器、与气泡发生器连接的气体压缩机；气体压缩机将压缩后的气体提供给气泡发生器，气泡发生器对储液池内的溶液或熔体因气流作用形成的气泡进行喷射以形成纳米颗粒，接收装置收集所述纳米颗粒。本气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置结合电喷原理，在气体环境中将熔融状态下的无机物或者满足临界条件的有机物溶液喷射为纳米颗粒，利用负压最大限度地进行接收，从而实现简单易操作并且可制备范围广的纳米颗粒的方法。

技术领域

本发明涉及一种气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置，属于气泡纺领域。

背景技术

纳米颗粒，又称纳米尘埃，指纳米量级的微观颗粒。它被定义为至少在一个维度上小于100纳米的颗粒，包括有机的无机的纳米颗粒，包括一切可溶的物质的纳米颗粒。纳米颗粒具有重要的科学研究价值，它搭起了大块物质和原子、分子之间的桥梁，纳米尺寸上的颗粒功能多样化并且越来越多被应用到。制备纳米颗粒的方法有很多，比如共沉淀法、醇一水法、氧化沉淀法、溶胶一凝胶法、高温热解还原法等化学方法，也有机械球磨法、真空沉积等物理方法。磁控溅射方法也可以用来制备纳米颗粒，但是产量较低。

电喷，即静电雾化，就是利用静电电荷库仑力使液滴破裂成小液滴的过程，是目前制备纳米颗粒的有效方式。在这个过程中，静电力在两个阶段影响着雾化，第一个阶段是在液体从喷孔喷出后，由于喷孔剪切力和气体摩擦的作用而破碎形成喷雾，第二个阶段是在喷出的喷雾液滴在整个喷雾形成过程中，还会由于各种因素的影响发生二次雾化而破碎成小液滴。

气泡静电纺技术是受蜘蛛纺丝原理的灵感而启发创造出来的，应用气泡动力学原理，设计了气泡静电纺装置。在气泡静电纺过程中，若不施加高压电场，则气泡仅受到表而张力作用，其大小由气泡大小与气泡内外压差决定；一旦加载高压电场，溶液中的电荷受到电场诱导，瞬间分布在气泡表面，当电场强度达到阈值时，气泡受到的电场力足以克服气泡表面张力，气泡被拉伸破裂，带电射流瞬间从气泡顶端喷射而出；受熔喷纺丝的影响，气流辅助的静电纺丝技术得到了普遍推广，气流与静电场的共同作用，可提高溶液的可纺性与生产效率，气流辅助作用下的气泡在与静电场的耦合作用下，更易于被拉伸破裂形成射流。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置，该装置结合电喷原理，在气体环境中将熔融状态下的无机物或者满足临界条件的有机物溶液喷射为纳米颗粒，提高产量。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置，其特征在于，所述气流气泡喷射制备纳米颗粒装置包括盛装有溶液或熔体的储液池、设置在储液池一侧的接收装置、设置在储液池内的气泡发生器、与所述气泡发生器连接的气体压缩机；所述气体压缩机将压缩后的气体提供给所述气泡发生器，所述气泡发生器对所述储液池内的溶液或熔体因气流作用形成的气泡进行喷射以形成纳米颗粒，所述接收装置收集所述纳米颗粒。

进一步地，所述气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置设置有反应腔，所述储液池、接收装置设置在所述反应腔内，所述反应腔与供气装置连通。

进一步地，所述反应腔与供气装置通过导气管连接，所述供气装置向反应腔内提供气体，所述气体不与所述储液池内的溶液或熔体发生化学反应。

进一步地，所述气流气泡喷射制备纳米颗粒的装置还设置有溶液或熔体制备槽，所述溶液或熔体制备槽通过供液管与所述储液池连接。

进一步地，所述溶液或熔体制备槽内设置有高温装置。

进一步地，所述反应腔内设置有隔离板，所述隔离板将反应腔分割成第一腔室和第二腔室，所述储液池、接收装置设置在第一腔室内，所述溶液或熔体制备槽设置在第二腔室内，所述隔离板上设置有使所述第一腔室和第二腔室连通的开口。