[发明专利]一种制备微米级气泡分散体系的孔板喷射方法及装置

权利要求书

1.一种制备微米级气泡分散体系的装置，该装置包括电子散射源、体系反应生成容器、孔板喷射器和泵注系统，所述孔板喷射器置于所述体系反应生成容器内，所述体系反应生成容器与所述泵注系统相连；

所述体系反应生成容器包括釜体和上端盖；所述釜体的侧壁上设有观察窗，所述釜体的底部设有进出口、气体入口和微量泵入口；所述上端盖上设有体系出口和排气口；

所述孔板喷射器包括壳体、气体管线、钢体、孔板、液体管、上盖和密封垫；所述孔板由上盖和密封垫压实在所述壳体和钢体的上方，所述孔板上开有孔眼；所述气体管线位于所述壳体内部的中心位置，其顶部端口与所述孔眼正对，其底部端口与所述气体入口连通；所述钢体位于所述壳体内部并位于所述气体管线的周围；所述液体管由所述壳体的侧壁进入并穿过所述钢体，其一端口置于所述气体管线的顶部端口与所述孔眼之间，另一端口与所述微量泵入口连通；

所述泵注系统包括微量容器、中间容器、驱替泵和微量泵；所述微量容器的一端与所述微量泵入口相连，另一端与所述微量泵相连；所述中间容器包括第一中间容器和第二中间容器，所述驱替泵包括第一驱替泵和第二驱替泵；其中，所述第一中间容器的一端与所述气体入口相连，另一端与所述第一驱替泵连接，所述第二中间容器的一端与所述进出口相连，另一端与所述第二驱替泵连接；

所述电子散射源的电子束发射端与所述观察窗正对。

2.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：

所述孔板的厚度为0.1-1mm，所述孔板的材质包括钢；

所述孔眼位于孔板的中心，孔眼的直径为10-100μm。

3.根据权利要求1或2所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述孔眼的个数为1个，该孔眼是通过激光打孔制得的，其直径精度为±3μm。

4.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述气体管线的顶部端口与孔眼之间的距离为1-2cm。

5.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述钢体具有孔隙结构，所述钢体的顶端和底端均为凹面结构。

6.根据权利要求5所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述凹面结构位于中心位置。

7.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述电子散射源包括第一阳极、阴极、加速阳极、可调聚焦线圈和玻璃外罩；所述第一阳极、阴极和加速阳极从上至下依次设置在所述电子散射源背对观察窗的一端上，所述可调聚焦线圈置于所述玻璃外罩的外面，能够沿玻璃外罩的轴向移动。

8.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述体系反应生成容器上设有压力表。

9.根据权利要求1所述的制备微米级气泡分散体系的装置，其特征在于：所述体系反应生成容器的体系出口与应用系统相连。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的装置制备微米级气泡分散体系的方法，其包括以下步骤：

步骤1：开启第二驱替泵将液体输入体系反应生成容器内，使体系反应生成容器内的温度和压力达到设计值；

步骤2：开启微量泵，将微量容器中的液体输入孔板喷射器中，使液体在孔板的孔眼处形成液膜；

步骤3：开启第一驱替泵将第一中间容器中的气体输入孔板喷射器中，使气体穿过上述液膜在体系反应生成容器内形成气泡；

步骤4：开启电子散射源，将电子打入上述气泡中，形成微米级气泡分散体系。

11.根据权利要求10所述的方法，其中：在步骤1中，所述体系反应生成容器内的温度为常温至90℃，压力为0-50MPa。

12.根据权利要求10所述的方法，其中：在步骤2中，控制微量容器中液体的流速不高于0.1mL/min。

13.根据权利要求10所述的方法，其中：在步骤3中，将第一中间容器中的气体输入孔板喷射器中时，气体的输入速度不超过2mL/min。

14.根据权利要求10所述的方法，其中：该方法还包括当所述体系反应生成容器的顶部有单相气体聚集时，从体系反应生成容器上端盖上的排气口排出单相气体的步骤。

15.根据权利要求10所述的方法，其中：该方法还包括当形成微米级气泡分散体系时，将其从体系反应生成容器的体系出口注入应用系统的步骤。