[发明专利]一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的系统及制备方法

说明书

本发明公开了一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的系统及制备方法，其系统包括控制柜、反应器、数据采集器、执行器、清洗器、收集器、第一输送器和第二输送器，控制柜的一侧设置有反应器，反应器上安装有数据采集器和执行器，且数据采集器和执行器均与控制柜建立电性连接，反应器的一侧通过第一输送器连接有清洗器，清洗器的一侧通过第二输送器连接有收集器，且清洗器、收集器、第一输送器和第二输送器均与控制柜建立电性连接。本发明通过对纳米颗粒进行热处理，有效的提高了纳米颗粒的电磁波吸收特性；本发明根据原料质量和所需纳米颗粒的粒度，自动对生产参数进行补偿，从而调节反应条件，制备出所需的纳米颗粒。

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，具体为一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的系统及制备方法。

背景技术

随着电子设备的发展，电磁波污染的问题越来越严重，为了减少电磁波的危害，学者们研究和生产了多种电磁波吸收材料；纳米颗粒是常见的电磁波吸收材料，具有良好的介磁性，可利用爆炸爆轰和气态爆轰进行制备，在现有技术中，利用气态爆轰制备纳米颗粒存在以下缺陷：一是所制备的纳米颗粒的电磁波吸收特性较弱；二是无法精确地控制所制备的纳米颗粒的粒径；三是纳米颗粒的制备需要人工控制反应的进行，缺少自动化控制，不仅浪费人力，而且会影响成品纳米颗粒的品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的系统及制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的系统，包括控制柜、反应器、数据采集器、执行器、清洗器、收集器、第一输送器和第二输送器，控制柜的一侧设置有反应器，反应器上安装有数据采集器和执行器，且数据采集器和执行器均与控制柜建立电性连接，反应器的一侧通过第一输送器连接有清洗器，清洗器的一侧通过第二输送器连接有收集器，且清洗器、收集器、第一输送器和第二输送器均与控制柜建立电性连接。

控制柜内部设置有数据处理模块，数据处理模块电性连接有数据存储模块、人机界面和控制器；数据采集器包括真空度检测模块和温度检测模块且均与数据处理模块建立电性连接；执行器包括真空泵、加热丝、冷却管、气液泵和点火器，且均与控制器建立电性连接；收集器内部设置有粒子粒度分析模块和电磁波吸收特性分析模块，且均与数据处理模块建立电性连接。

所述数据处理模块内部设置有反应参数分析子模块和参数补偿子模块。

本发发明还提供一种利用氢气和空气爆轰制备纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：步骤一，布置纳米颗粒制备系统；步骤二，获取最优参数模板；步骤三，调用模板；步骤四，制备纳米颗粒；步骤五，清洗烘干；步骤六，收集检验；其特征在于：

其中在上述步骤二中，通过控制柜设定所需的纳米颗粒粒度和电磁波吸收特性以及反应参数理论值，执行器按设定执行反应程序，向反应器内添加实验原料，数据采集器检测反应过程中的各阶段的温度和真空度参数输送给控制柜，反应器制备出纳米颗粒，并通过第一输送器输送给清洗器进行清洗烘干，洗净后的纳米颗粒通过第二输送器输送给收集器，收集器收集并检测纳米颗粒的粒度和电磁波吸收特性，并将结果输送至控制柜，反应参数分析子模块结合纳米颗粒的粒度和电磁波吸收特性，分析实际反应过程中的各项参数，对反应参数理论值进行优化，并将优化后的反应参数理论值作为下一次实验的反应条件参数，重复该过程，直至所制备的纳米离子复合要求，则此次所使用的反应条件参数即为该种原料的最优参数模板；

其中在上述步骤三中，根据原料种类，通过人机界面调用数据存储模块中所储存的该种原料的最优参数模板，输入原料重量和所需粒度后，由参数补偿子模块自动对反应条件参数进行补偿；

其中在上述步骤四中，通过人机界面启动运行模板程序，数据处理模块发出控制指令给控制器，控制器控制执行器运行，将原料加入反应器，制备出纳米颗粒；

其中在上述步骤五中，纳米颗粒通过第一输送器输送至清洗器，清洗器按设定程序运行，将纳米颗粒清洗烘干；