[发明专利]超重力-离子交换纳米材料的合成设备和方法

权利要求书

1.一种超重力-离子交换耦合法制备的纳米材料，其特征在于：所述纳米材料为难溶离子型化合物或金属氧化物，其中的难溶离子型化合物的阳离子为第2族至第17族以及镧系元素中的一种或两种金属离子，阴离子为与所述阳离子可生成难溶离子型化合物的碳酸根离子、硫酸根离子、亚硫酸根离子、草酸根离子、硫离子、氯离子或氢氧根离子中的一种，由所述阳离子与阴离子合成的含氧酸盐或氢氧化物可通过干燥或焙烧得到氧化物。

2.一种如权利要求1所述基于超重力-离子交换耦合的纳米材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：

2.1复合活性填料预交换

2.1.1以阳离子交换纤维做功能填料，控制反应器中温度不超过40℃，将所述浓度为0.05-1.0mol/L可溶性金属盐前体溶液，以10-30ml/min流速送入主轴进样口，调整床层转速为100-200r/min，充分交换0.5-3h后，水洗至流出液电导率小于100μs/cm；

2.1.2以阴离子交换纤维做功能填料，控制反应器中温度不超过40℃，将所述浓度为0.05-1.0mol/L阴离子前体溶液，以10-30ml/min流速送入主轴进样口，调整床层转速为100-200r/min；充分交换0.5-3h后，水洗至流出液电导率小于100μs/cm；

2.2离子交换表面反应

2.2.1以阳离子交换纤维做功能填料，控制反应器中温度不超过40℃，将所述阴离子前体配成浓度为0.05-1.0mol/L的溶液，以10-30ml/min流速送入主轴进样口，调整床层转速为400-2000r/min，充分反应5-240min后，将含有产物粒子的反应液从液体出口导出，常温过滤，收集产物并干燥；

2.2.2以阴离子交换纤维做功能填料，控制反应器中温度不超过40℃，将所述阳离子前体配成浓度为0.05-1.0mol/L的溶液，以10-30ml/min流速送入主轴进样口，调整床层转速为400-2000r/min，充分反应5-240min后，将含有产物粒子的反应液从液体出口导出，常温过滤，收集产物并干燥。

3.一种用于超重力-离子交换耦合纳米材料的合成设备，包括转动轴(8)和反应器(11)，转动轴(8)装在反应器(11)中并带动复合活性填料箱(3)高速旋转，其特征在于：复合活性填料由惰性部分和活性部分构成，所述惰性部分为聚乙烯丝网、聚丙烯丝网、聚酰胺丝网、玻璃纤维丝网中任一种，丝网目数10-200目，丝网厚度1-5毫米；所述活性部分为无纺布离子交换纤维，惰性丝网与活性无纺布离子交换纤维沿超重力旋转床主轴径向以同心套环式间隔排列。