一种制备纳米颗粒的装置

本发明涉及纳米材料制备，特别是涉及一种制备纳米颗粒的装置。

背景技术：

1、目前，金属纳米颗粒受到不少研究人员的广泛关注。实现金属纳米粒子尺寸、形貌可控，改善粒子分散性和稳定性，提高产率及纯度已成为具有挑战性的研究课题，不断发展和完善金属纳米粒子的合成方法则显得尤为重要。目前制备金属纳米材料的几种化学方法有：化学试剂还原法、电化学还原法、辐射还原法等，然而，由于传统制备方法的限制，难以实现高纯度、均匀尺寸和大批量的纳米颗粒的制备，这也成为制约其实际应用的主要瓶颈之一。

2、闪蒸技术是一种能够高效、可控制备精细纳米颗粒的技术，该技术通过采用高能量和高速度传递的精细分子束，使得金属材料几乎瞬间蒸发，在闪蒸区域内分散成微细的粒子，从而给精细纳米颗粒的制备提供了一种渠道；然而，在实际应用中，闪蒸技术制备纳米颗粒的过程中存在颗粒分散度差等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种制备纳米颗粒的装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高制备纳米颗粒的精细度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种制备纳米颗粒的装置，包括给料箱、闪蒸器、收集器、冷却器、连接管和接引管，所述给料箱位于所述闪蒸器的上方，所述给料箱上设置有进气管用于向所述给料箱内输入保护气，所述给料箱内设置有能够匀速落料的投料组件，所述投料组件的输出端通过所述连接管与所述闪蒸器的输入端连通，所述闪蒸器的输出端通过所述接引管与所述收集器的中下部连通，所述接引管上靠近所述闪蒸器的部位位于所述冷却器内，所述收集器的上部设置有出气管，进入所述给料箱内的保护气能够依次经过所述投料组件、所述连接管、所述闪蒸器、所述接引管和所述收集器后从所述出气管排出。

4、优选的，所述闪蒸器位于所述冷却器内，所述接引管穿过所述冷却器的侧壁与位于所述冷却器外的所述收集器连通。

5、优选的，所述冷却器包括连通的上腔部和下腔部，所述上腔部的内壁横截面积小于所述下腔部的内壁横截面积，所述连接管穿过所述上腔部与位于所述下腔部的所述闪蒸器连通。

6、优选的，所述冷却器为冷却箱，所述冷却箱的侧壁内设置有冷却液循环管，所述冷却液循环管用于与制冷设备连通。

7、优选的，所述连接管呈竖直设置，且与位于所述闪蒸器顶部的输入端连通。

8、优选的，所述投料组件包括振动器、漏斗和喷嘴，所述振动器固定设置在所述给料箱内，所述漏斗与所述振动器的振动端固定连接，所述漏斗的下端与所述喷嘴的输入端连通，所述喷嘴的输出端与所述连接管连通。

9、优选的，所述振动器为低频振动器。

10、优选的，所述闪蒸器的闪蒸腔内设置有加热器。

11、优选的，所述收集器的侧壁上设置有取料门。

12、优选的，所述收集器为收集瓶。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、本发明提供了一种制备纳米颗粒的装置，采用位于闪蒸器上方的投料组件向闪蒸器内匀速掉落原料，原料在连接管内随着有一定流速的保护气进入闪蒸器内进行闪蒸，闪蒸气体随保护气进入接引管内，在经过接引管内位于冷却器的部位时，闪蒸气体进行迅速冷却产生纳米颗粒，纳米颗粒随保护气进入收集器内，纳米颗粒汇集在收集器的底部，保护气从出气管排出；均匀落料、闪蒸气体在接引管位于冷却器内的部位进行迅速冷却以及在保护气的运输作用下，能够实现了纳米粒子的低凝聚和精细化，从而提高制备纳米颗粒的精细度，以及制备速率。

15、本发明可以适用于钛、铁、铜等金属以及二氧化钛、三氧化二铝等氧化物纳米颗粒的制备，且本发明制备流程简单、生成的纳米颗粒尺寸精细，在催化剂、纳米材料领域有着较为广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种制备纳米颗粒的装置，其特征在于：包括：给料箱、闪蒸器、收集器、冷却器、连接管和接引管，所述给料箱位于所述闪蒸器的上方，所述给料箱上设置有进气管用于向所述给料箱内输入保护气，所述给料箱内设置有能够匀速落料的投料组件，所述投料组件的输出端通过所述连接管与所述闪蒸器的输入端连通，所述闪蒸器的输出端通过所述接引管与所述收集器的中下部连通，所述接引管上靠近所述闪蒸器的部位位于所述冷却器内，所述收集器的上部设置有出气管，进入所述给料箱内的保护气能够依次经过所述投料组件、所述连接管、所述闪蒸器、所述接引管和所述收集器后从所述出气管排出。

2.根据权利要求1所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述闪蒸器位于所述冷却器内，所述接引管穿过所述冷却器的侧壁与位于所述冷却器外的所述收集器连通。

3.根据权利要求2所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述冷却器包括连通的上腔部和下腔部，所述上腔部的内壁横截面积小于所述下腔部的内壁横截面积，所述连接管穿过所述上腔部与位于所述下腔部的所述闪蒸器连通。

4.根据权利要求2所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述冷却器为冷却箱，所述冷却箱的侧壁内设置有冷却液循环管，所述冷却液循环管用于与制冷设备连通。

5.根据权利要求1所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述连接管呈竖直设置，且与位于所述闪蒸器顶部的输入端连通。

6.根据权利要求1所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述投料组件包括振动器、漏斗和喷嘴，所述振动器固定设置在所述给料箱内，所述漏斗与所述振动器的振动端固定连接，所述漏斗的下端与所述喷嘴的输入端连通，所述喷嘴的输出端与所述连接管连通。

7.根据权利要求6所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述振动器为低频振动器。

8.根据权利要求2所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述闪蒸器的闪蒸腔内设置有加热器。

9.根据权利要求1所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述收集器的侧壁上设置有取料门。

10.根据权利要求1所述的制备纳米颗粒的装置，其特征在于：所述收集器为收集瓶。

技术总结
本发明公开了一种制备纳米颗粒的装置，涉及纳米材料制备技术领域，包括给料箱、闪蒸器、收集器、冷却器、连接管和接引管，给料箱位于闪蒸器的上方，给料箱上设置有进气管用于向给料箱内输入保护气，给料箱内设置有能够匀速落料的投料组件，投料组件的输出端通过连接管与闪蒸器的输入端连通，闪蒸器的输出端通过接引管与收集器的中下部连通，接引管上靠近闪蒸器的部位位于冷却器内，收集器的上部设置有出气管，进入给料箱内的保护气能够依次经过投料组件、连接管、闪蒸器、接引管和收集器后从出气管排出，能够提高制备纳米颗粒的精细度。

技术研发人员：张智刚,魏小东,马瑶龙,吴琦
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15