[实用新型]一种常温下制备无机纳米粒子反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种常温下、液相合成无机纳米粒子的反应装置，可制备多种无机纳米粒子，属于化工设备领域。

背景技术

目前，生产纳米颗粒的方法很多，其中液相方法包括沉淀法、水解法、喷雾法、溶剂热法、蒸发溶剂热法、氧化还原法、辐射法、化学合成法，绝大部分方法仍停留在实验室合成阶段，实验室合成无机纳米粒子的反应装置基本都是三口或四口玻璃烧瓶，这种装置只适合实验室反应，优点是可以做一些精细的化学合成实验，缺点是多数需要高温高压，或消耗大量的有机溶剂，反应时间也较长，产量低，不能实现工业化大批量生产。为突破传统反应装置瓶颈，本实用新型设计了在常温下合成无机纳米粒子的反应装置，该装置不仅可以实验室进行少量合成实验，也可以大批量生产。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够在室温下进行反应，且整个反应过程环保、产量大的无机纳米粒子反应装置。

本实用新型的目的通过如下技术方案来实现的，它含搅拌器和反应室，搅拌器的搅拌杆上至少包括三个搅拌叶轮，从上至下依次为上搅拌叶轮、中搅拌叶轮和下搅拌叶轮，反应室通过挡板隔成至少三个反应室，从上至下依次为上反应室、中反应室和下反应室，第一挡板的中央开有第一挡板孔，第二挡板的中央开有第二挡板孔，下反应室的底部中央位置设有喷气嘴，下反应室的侧壁还设有进料管，上反应室的顶部设有带孔活塞，上反应室的侧壁设有出料口。

本实用新型的反应装置结构简单投资少，可在常温下进行，整个生产工艺环保、且产量大，可实现工业化生产。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图；

图2：上搅拌叶轮的结构示意图；

图3：中搅拌叶轮和下搅拌叶轮结构示意图。

其中：1-下搅拌叶轮、2-中搅拌叶轮、3-上搅拌叶轮、4-进料管、5-喷气嘴、6-出料口、7-第一挡板、8-第二挡板、9-反应室盖子、10-下反应室、11-中反应室，12-上反应室，13-搅拌杆，14-带孔活塞、15-搅拌器、16-反应室、17-第一挡板孔、18-第二挡板孔

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。

本实用新型含搅拌器15和反应室16组成，搅拌器15的搅拌杆13上至少包括三个搅拌叶轮，从上之下依次为上搅拌叶轮3、中搅拌叶轮2和下搅拌叶轮1，反应室16通过第一挡板7、第二挡板8隔成至少三个反应室，从上至下依次为上反应室12中反应室11和下反应室10，第一挡板7的中央开有第一挡板孔17，第二挡板8的中央开有第二挡板孔18，下反应室10的底部中央位置设有喷气嘴5，下反应室10的侧壁还设有进料管4，上反应室12的顶部设有带孔活塞14，上反应室12的侧壁设有出料口6。

上搅拌叶轮3采用放射状结构叶轮，中搅拌叶轮2和下搅拌叶轮1采用斜齿状结构叶轮。

搅拌叶轮和反应室的材料可为PS、PP、ABS等塑料，并通过挤出成型加工而成。除了搅拌杆15之外其余都由塑料加工而成，大大降低了成本。

进料管4的个数一般为2～3个，管口伸向下反应室10内的下搅拌叶轮1的边缘，加料后液体通过管口流出，在下搅拌叶轮1的高速旋转下剪切成小液滴并将小液滴进行均匀混合，此时喷气嘴5开始喷气，含有表面活性剂的溶液和反应物在气体和高速剪切下形成大量泡沫，当气液混合体充满整个下反应室10时，开始通过第一挡板7的第一挡板孔17流向中反应室11，在中搅拌叶轮2的高速剪切下进一步分散成更小更均匀的液滴和气泡，并保证在液体流出第二挡板8的第二挡板孔18时，全部为泡沫，泡沫在向上流出时被上搅拌叶轮3阻挡与剪切，并进一步剪切成细小的泡沫并从出料口6出料。

反应机理：在搅拌反应过程中，每个叶轮下面的突起都起到剪切作用，叶轮的齿同样起到很强的剪切作用，流体在这些剪切力作用下形成二次流，二次流本身也具有强大的剪切作用，这样气泡和液体可以被剪切成均匀细小的泡沫，气泡包裹小液滴可以形成纳米环境，无机粒子便可以在这样的环境中合成出来。本实用新型首次将二次流的剪切作用引入到化学反应合成无机粒子中。