[发明专利]双鱼形反应器

说明书

技术领域

本发明涉及制备核壳结构的纳米复合粒子的技术领域，具体而言，本发明特别涉及一种双鱼形反应器。

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，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纳米粒子的性质，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都有广泛的应用。

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。

实现工业化低成本、大规模地生产具有高质量、高性能的核壳型纳米复合材料是化学反应工程技术领域研究的热点。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，但是现有方法存在三个明显的技术缺陷：1)包覆过程中，纳米内核粒子易发生团聚；2)包覆前躯体趋向于自身成核，而不是包覆到内核粒子的表面；3)包覆的膜不均匀、不完整。

申请号为201210394616.2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，但是该狭道式鱼翅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，另外也无法产生高频方向转变的超重立场和高频液-液薄膜撞击的功效，因此，无法实现多尺度混合的功效，有碍于制备核壳型纳米复合材料。

申请号为20130087052.2的中国发明专利申请公开一种鱼形反应器，该反应器首先保证反应和沉积过程仅在反应流道中进行，另外揭示反应器内部结构参数与操作参数之间的内在联系，并且可以实现高频方向转变的超重力场、高频液-液薄膜撞击、等频撞击和等浓度包覆等功效。但是该鱼形反应器仍存在很明显的技术缺陷：

第一，在鱼形反应器中，每条侧流道与12条支流量相连通，由于侧流道连通的支流道数目太多，导致流量设计和调节变得非常困难，而且支流道的流量分布很不稳定。

第二，各主要操作参数受支流道流量分布的制约非常明显，使整个反应器缺乏灵活调变的功能，导致鱼形反应器缺乏必要的调变功能。

第三，在鱼形反应器中，由于高频液-液薄膜撞击过程的撞击角度高于60度，形成了弹性撞击，弹性撞击不利于反应流道中的浆液与支流道中的包覆液两者之间的快速混合。

因此，有必要对该鱼形反应器进行结构改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双鱼形反应器，以解决现有鱼形反应器的操作性和实用性不佳的问题。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种双鱼形反应器，包括一条反应流道、两条对撞流道、侧流道、24条支流道，所述反应流道的进口与两条所述对撞流道的撞击口连通，所述反应流道与所述支流道出口连通，所述支流道的进口与所述侧流道连通，所述侧流道位于所述反应流道的两侧，24条所述支流道依次间隔地设于所述反应流道的两侧，其中，所述侧流道为四条，其中第一组的两条所述侧流道对称地设于所述反应流道的前段的两侧，且第一组的两条所述侧流道分别与同侧临近的6条所述支流道连通；另外第二组的两条所述侧流道对称地设于所述反应流道的后段的两侧，且第二组的两条所述侧流道分别与同侧临近的6条所述支流道连通。

根据上述双鱼形反应器的一种优选实施方式，沿着所述反应流道的长度方向，所述反应流道包括多个依次设置的半圆形的弧形段，并使得所述反应流道整体呈波浪形。

根据上述双鱼形反应器的一种优选实施方式，所述弧形段的数目大于或等于所述支流道的数目。

根据上述双鱼形反应器的一种优选实施方式，所述反应流道与支流道的连通点在所述弧形段中所处的角度称为交汇角，所述交汇角等于所述反应流道与所述支流道之间的汇合角。

根据上述双鱼形反应器的一种优选实施方式，所述交汇角、汇合角介于0至60度之间。