[发明专利]一种制备高纯纳米材料的装置及方法

说明书

本发明涉及一种制备高纯纳米材料的装置及方法，其特征在于：a.溶盐原料储罐（1）通过第一管道（3）与水热反应釜（7）相连；b.添加剂储罐（10）通过第二管道（14）与水热反应釜（7）相连；c.金属盐原料储罐（15）通过第三管道（17）与水热反应釜（7）相连；d.水热反应釜（7）底部通过第四管道（23）连至水热反应釜（7）顶部；e.在第四管道（23）上连接第五管道（26），第五管道（26）依次与陶瓷膜清洗机、冷风干燥机相连。本发明优点：结构简单、成本低、易于操作，效率高、应用范围广、缩短原料均化、乳化时间、成品率大幅提高，防止二次污染，保证了纯度。

技术领域

本发明属纳米粉体材料制造领域，涉及一种制备高纯纳米材料的装置及方法。

背景技术

近年来，超声化学由于声能具有独特的优点，且无二次污染，设备简单，操作方便，在纳米材料、催化反应、物质合成、污水处理等领域具有十分重要的应用。同时水热反应因具有的特殊反应功能和效果，目前在超细及纳米级材料的开发和应用中也日益发展起来，其原理是采用水热反应设备在大于80℃以上的封闭系统中压力大于0.1MPa的水介质条件下发生反应物料之间的非均相化学反应的合成方法。

目前，世界各国（中国、日本、美国、英国、德国等）虽然对水热合成技术的研究已经取得了主要进展，但是将超声化学与水热合成反应法相结合并在工业生产中大规模应用的研究还不多。如在专利公开号CN 102350288 A中采用的一种超声-水热耦合制备纳米材料的装置，其装置是由电热恒温控制箱、水热反应釜、超声波变幅杆和超声波换能器等固定组成，仅仅是一种实验室用可用于制备TiO₂纳米粉、TiO₂纳米管、PbO纳米粉、PbO纳米管或GdS纳米管等纳米材料，无法应用于生产和完全解决诸多水热合成系统物料中的问题；又如在专利公开号CN207769762U中公开的一种超声/微波水热/亚超临界反应釜，亦是实验设备，难以生产中使用；再如专利公开号CN206103910U中的一种可加超声场的水热反应釜，是用于研究超声场对运用水热法进行溶液结晶影响的一种微型实验用组装装置；水热反应承压装置是由不锈钢封闭盖、不锈钢外筒和垫片组成，超声发生装置和水热反应容器均位于不锈钢外筒中，在水热反应容器上放置垫片，不锈钢封闭盖与不锈钢外筒配合拧紧，超声发生装置位于水热反应容器底部，并通过圆台片隔开，超声发生装置产生的超声场通过圆台片传递到水热反应容器中。然而，该装置仅以实验用于直接混合的反应物料，采用外部不锈钢外筒受热后传导进入由聚四氟乙烯反应罐盖中再与底部超声结合，无搅拌、循环乳化和均化前驱体装置系统，水热反应用时长，耗能大，亦难以在后续洗涤与干燥的生产中进行持续量产等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种制备高纯纳米材料的装置及方法，本装置是将超声设备和水热合成设备结合来制备高纯电子陶瓷纳米材料，尤其是以水热法基本原理合成的纳米陶瓷原材料。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备高纯纳米材料的装置，其特征在于包括以下设备：溶盐原料储罐、添加剂储罐、金属盐原料储罐、水热反应釜、超声设备、陶瓷膜清洗机、冷风干燥机；

具体连接关系如下：

a.溶盐原料储罐通过第一管道与水热反应釜内部相连通；第一管道上安装有溶盐计量泵，溶盐计量泵两侧的管道上各安装有一个阀门，在水热反应釜内的第一管道出口连有第一雾化喷头，第一雾化喷头通过第一封口装上或卸下；

b.添加剂储罐通过第二管道与水热反应釜内部相连通；第二管道上安装有添加剂计量泵，添加剂计量泵两侧的管道上各安装有一个阀门；

c.金属盐原料储罐通过第三管道与水热反应釜内部相连通；第三管道上安装有金属盐计量泵，金属盐计量泵两侧的管道上各安装有一个阀门；