[发明专利]一种富勒烯结构纳米WS2的合成装置、方法及用途

权利要求书

1.一种富勒烯结构纳米WS₂的合成装置，包括流化床反应器，其特征在于，所述流化床反应器（4）从下到上包括气体分布板（4-1）、下层密相床（4-2）以及上层稀相床（4-3）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的进料系统、流化床反应器（4）以及冷却系统（7），所述流化床反应器（4）底部设有进气口。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述流化床反应器（4）的出口连接旋风分离器（5），旋风分离器（5）的底部与流化床反应器（4）相连；

优选地，所述进料系统包括料仓（1）以及料仓（1）下方的螺旋加料器（2）；所述螺旋加料器（2）通过进料阀（3）与流化床反应器（4）相连；

优选地，所述流化床反应器（4）与冷却系统（7）之间设有出料阀；

优选地，流化床反应器（4）底部的进气口与预热器（6）相连，预热器（6）与进气管道相连。

4.如权利要求1-3之一所述的装置，其特征在于，所述的气体分布板（4-1）开孔率为0.05~5%，优选为0.2~1%；

优选地，所述的下层密相床（4-2）直径为上层稀相床（4-3）直径的0.1~0.5倍，进一步优选0.2倍。

5.一种利用如权利要求1-4之一所述装置合成富勒烯结构纳米WS2的方法，

将纳米WO₃通过进料系统送入流化床反应器（4）中，与来自流化床反应器（4）底部的H₂S/N₂+H₂气体接触并反应，使WO₃粉体处于流化状态；反应后的产物WS2由流化床反应器（4）底部出口流入冷却系统（7）降温后送入产品仓。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，反应后带有少量纳米粉的混合气流经旋风分离器（5）分离，分离出的气体补充H₂S和H₂后，经预热器（6）预热进入流化床反应器（4）；经旋风分离器（5）分离出的未反应完全的纳米WO₃返回流化床反应器（4）继续参与反应。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述纳米WO₃粉体为球形、片状或柱状颗粒；优选为球形颗粒，颗粒尺寸不大于1μm，进一步优选20~480nm；

优选地，所述纳米WO₃粉体以团聚体形式在流化床反应器（4）下层密相床（4-2）中呈均匀散式流化状态。

8.如权利要求5-7之一所述的方法，其特征在于，所述H₂S/N₂+H₂气体中H₂的体积浓度为1~40%，进一步优选5~30%；优选地，H₂S的体积浓度为0.1~50%，进一步优选1~30%。

9.如权利要求5-8之一所述的方法，其特征在于，所述流化床反应器的反应温度700~1100℃，优选为800~900℃；

优选地，原料气线速度为0.01~2m/s，优选0.1~1m/s；

优选地，WO₃粉体在流化床反应器中的停留时间为0.5~4h，优选1~3h。

10.如权利要求1-4之一所述装置的用途，其特征在于，所述装置用于合成大小均匀、平均颗粒直径不大于500nm的富勒烯结构纳米WS₂颗粒。