[发明专利]一种纳米材料的制备装置

说明书

本发明提供的纳米材料制备装置，通过在连接器上接稳定的高压气体，推动活塞将料筒中的纺丝原液从出液口挤出，然后再通过喷气系统的气嘴将稳定的高压气体吹向从出液口挤出的纺丝原液液滴，使得该液滴处于气流的中部。当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维。该方案简化了纳米材料的制备过程，降低了生产成本，进而解决了当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备领域，具体涉及一种纳米材料的制备装置。

背景技术

纳米纤维直径的尺寸缩小到至纳米尺度时，开始出现小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及量子隧道效应等，使纤维本身表现出许多特异的性能，如超弹性、高电导率以及低热导率等优秀性能。因此，纳米纤维的制备与物理性能研究成为了当今纳米材料领域的热门课题。

制备纳米材料的传统方法包括：抽丝法、模板合成法、分相法、自组装法以及静电纺丝法等，但这些方法常常具有粘度要求高、产率低、成本高或纤维直径大、长度小中的一些缺点，并且无法用于纤维的连续生产，这些技术都一直停留在实验室阶段，无法进行工业化生产。其中，最常见的静电纺丝技术虽然制备的纤维直径较小，但其工艺复杂、成本高，且高电压具有一定的危险性，限制了生产效率的提高。因此，静电纺丝技术经过多年的发展，至今没有得到大规模的工业推广。

发明内容

本发明提供了一种纳米材料的制备装置，可以简化纳米材料的制备过程、降低成本；以解决当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题。

本发明提供了一种纳米材料的制备装置，包括：用于供给纺丝原液的给液系统、用于提供稳定的高压气体，喷吹连续供给的纺丝原液的喷气系统；

所述给液系统，包括：连接器、料筒、活塞和针头；

所述喷气系统，包括：高压气体产生设备和气嘴；

所述针头的一端与料筒连接，另一端设有出液口；

所述出液口位于以所述气嘴的喷气口为球心的球形空间内。

其中，所述连接器接有稳定的高压气体，推动所述活塞将料筒中的纺丝原液从所述出液口挤出；

所述喷气系统通过气嘴将稳定的高压气体吹向从所述出液口挤出的纺丝原液液滴。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述气嘴的喷气口到所述出液口的水平距离为0～50mm。

在本发明的纳米材料制备装置中，如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述球形空间的半径为0～50mm。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述气嘴的喷气方向与所述出液口的出液方向的夹角为0～90°。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述连接器包括：进气口以及卡扣；以及

所述连接的下表面有密封橡胶。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述气嘴的横截面为圆形。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述针头的横截面为圆形。

在本发明的纳米材料制备装置中，所述料筒的进料端呈檐状。

本发明提供的纳米材料制备装置，通过在连接器上接稳定的高压气体，推动活塞将料筒中的纺丝原液从出液口挤出，然后再通过喷气系统的气嘴将稳定的高压气体吹向从出液口挤出的纺丝原液液滴，使得该液滴处于气流的中部。当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维。该方案简化了纳米材料的制备过程，降低了生产成本，进而解决了当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题。

附图说明