[发明专利]一种气相粉体合成过程中原位包覆和表面改性的方法

权利要求书

1.一种气相粉体合成过程中原位包覆和表面改性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）首先，将前躯体通过燃烧装置通入高速射流火焰，反应生成气相粉体颗粒，同时产生水蒸气并放出大量热，使所述气相粉体颗粒成气溶胶流体状态且温度为1000~2000℃；

2）在所述气相粉体颗粒形成的后期，利用淬火环将气态包覆层前躯体引入反应器，同所述气溶胶流体均匀混合，发生水解反应，实现原位的表面包覆；

3）包覆结束后，利用雾化喷嘴将表面改性前躯体溶液雾化后引入反应器，同

所述气溶胶流体均匀混合，表面发生缩合反应，实现原位的表面改性；

    所述前躯体是金属氯化物、金属硝酸盐或有机金属氧化物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧装置是气相燃烧装置、液相喷雾燃烧装置或固相燃烧装置；所述气相粉体颗粒是金属氧化物或金属盐类。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属氧化物是二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝或三氧化二铁；所述金属盐类是磷酸钙或锰酸锂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淬火环的内侧有均匀分布的4~64个小孔，每个小孔的孔径为0.2~2mm；小孔的开孔方向与环面和半径方向的夹角分别为0~40°和5~30°；

所述淬火环与所述燃烧装置的烧嘴的距离为100~500mm，所述水解反应温度为500~1000℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述气态包覆层前躯体是低沸点的正硅酸乙酯或钛酸四异丙酯，以惰性气体为载气通入淬火环，同加速空气混合，高速喷出，出口气速为40~200m/s。

6.根据权利要求1所述改性过程，其特征在于，所述表面改性前躯体溶液为乙醇、水和表面活性剂的混合溶液，其中，乙醇和水的体积比为10：1~5：1，表面活性剂在乙醇和水的混合溶剂中的摩尔浓度为0.05~1mol/l；

所述表面活性剂包括疏水型和亲水型两种，分别实现对材料表面的疏水或亲水控制。

7.根据权利要求1所述改性过程，其特征在于，所述雾化的方式为气流雾化，雾化液滴的尺寸为5~500μm；

所述雾化喷嘴与所述燃烧装置的烧嘴的距离为600~1200mm，所述雾化喷嘴与水平方向夹角20~60°，所述缩合反应温度为50~250℃。

8.根据权利要求6所述改性过程，其特征在于，所述疏水型的表面活性剂是γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，所述亲水型的表面活性剂是三甲氧基-丙基硫醇硅。

9.根据权利要求1所述改性过程，其特征在于，所述表面包覆的包覆层厚度为1~5.5nm。

10.根据权利要求1所述改性过程，其特征在于，所述表面改性的改性接枝率为1~8%。