[发明专利]鱼形反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于合成纳米复合粒子的鱼形反应器，更具体而言，本发明涉及一种可以高效、快速地合成具有核壳型结构的纳米复合微粒的鱼形反应器。

背景技术

核壳型纳米复合粒子是以一个尺寸在微米至纳米级的球形颗粒为核，在其表面包覆数层均匀纳米薄膜形成的一种复合多相结构。核与壳之间通过物理或化学作用相互结合在一起构成复合结构，该复合微粒集无机、有机、纳米粒子等诸多特异性质于一体，并可通过控制核壳厚度实现复合性能的调控。通过对核-壳结构、尺寸的剪裁，可调控它们的磁学、光学、力学、热学、电学、催化、吸附等性质，因而具有不同于单组分胶体粒子的性质，在材料学（如：固体电解质、半导体、陶瓷、光敏材料）、化学组装、药物输送、生物化学诊断、光子晶体、催化吸附材料等诸多领域具有极大的潜在应用价值。

近年来，设计、合成单分散、可控核壳型纳米复合粒子已成为众多杂化材料、纳米材料等领域研究的热点。核壳结构的设计都是具有很强的针对性，如：采用性质较为稳定的外壳保护内核粒子不发生物理、化学变化，或将外壳粒子与内核粒子各自特有的电磁特性、光学特性、催化特性、吸附特性赋予成一体等。

随着研究的深入，核壳型复合材料的制备方法越来越多，主要有表面沉积法、离子交换法、超声化学法、自组装法（静电组装、气相沉积、化学镀）等。实现工业化低成本大规模生产高质量、高性能和高附加值的核壳型纳米复合材料一直是化学反应工程技术领域研究的热点。

申请号为2012103946162的中国发明专利申请公开一种狭道式撞击流反应器，其狭道呈鱼翅形布局，狭道包括主流道、侧流道和支流道，外部的料液输送系统向狭道输送不同料液，各料液在狭道中发生碰撞，最后生成具有核壳结构的粒子，但是该狭道式鱼形反应器首先无法保证反应和沉积过程仅在主流道中进行，另外也无法实现等频撞击和等浓度包覆等功效，有碍核壳型纳米复合材料产品性能的提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鱼形反应器，以解决现有技术存在的无法实现等频撞击和等浓度包覆等问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种鱼形反应器，用于合成具有核壳结构的纳米复合粒子，其特征在于，所述鱼形反应器包括反应流道、两条对撞流道、两条侧流道、位于所述反应流道两侧的若干条交叉排列的支流道和用于向所述对撞流道、侧流道输送料液的料液输送系统，所述侧流道位于所述反应流道的两侧，所述反应流道的进口与两条所述对撞流道的撞击口连通，并且所述反应流道与所述支流道出口连通，位于所述反应流道两侧的所述支流道的进口分别与两条所述侧流道连通，其中，所述支流道总数为24条，在所述反应流道上，所述反应流道的进口与相邻所述支流道之间的长度、各相邻所述支流道的进口之间的长度分别用24个长度参数a_n表示；24条所述支流道的长度分别用另外24个长度参数l_n表示；在两条所述侧流道上，相邻所述支流道的进口之间的长度分别用另外22个长度参数L_n表示，上述70个长度参数与所述反应流道、侧流道、支流道中料液的流量和浓度的关系如下：

一、所述侧流道与支流道的流量之间的关系式为：

F＝F_1-23+F_2-24  (1)；

F_1-23＝F₁+F₃+…+F₂₃  (2)；

F_2-24＝F₂+F₄+…+F₂₄  (3)；

其中，F表示两条所述侧流道的流量之和，F_1-23和F_2-24分别表示两条所述侧流道的流量，F₁-F₂₃分别表示与一条所述侧流道连接的所述支流道的流量，F₂-F₂₄分别表示与另一条所述侧流道连接的所述支流道的流量；

二、所述支流道的流量与所述侧流道、支流道尺寸之间的关系式为：