[发明专利]一种将纳米材料从液态转换成雾态的工艺及超声波设备

说明书

本发明揭示了一种将纳米材料从液态转换成雾态的工艺及超声波设备，其中工艺包括以下步骤：制备纳米材料的水悬浮液；使用超声波雾化器将纳米材料的水悬浮液喷入雾化箱，形成纳米材料的雾态悬浮液；向雾化箱中通入气流，将雾态悬浮液从雾化箱中吹出；收集雾态的纳米材料。设备包括包括雾化箱以及设置在所述雾化箱上的雾化器，所述雾化箱上还设有一个进气口和一个出气口。本发明将悬浮液状态的纳米材料进行雾化，获得20微米级以下的小液滴组成的雾态材料，雾态纳米材料进行后处理，以获得更小纳米级的固态纳米材料。

技术领域

本发明涉及到纳米材料制备工艺及设备，特别是涉及到一种将纳米材料从液态转换成雾态的工艺及超声波设备。

背景技术

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。

当前的纳米材料制备有以下三种：

(1)惰性气体下蒸发凝聚法；

(2)化学方法：水热法，包括水热沉淀、合成、分解和结晶法，适宜制备纳米氧化物；水解法，包括溶胶-凝胶法、溶剂挥发分解法、乳胶法和蒸发分离法等；

(3)综合方法：结合物理气相法和化学沉积法所形成的制备方法，其他一般还有球磨粉加工、喷射加工等方法。

因为上述的三种方法所生产的纳米材料颗粒的粒径还是不够小，因此需要提出一种新的工艺及配套的设备，用于生产颗粒更小的纳米材料。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种将纳米材料从液态转换成雾态，从而生产颗粒更小的纳米材料的工艺，包括以下步骤：

S10，制备纳米材料的水悬浮液；

S20，使用超声波雾化器将纳米材料的水悬浮液喷入雾化箱，形成纳米材料的雾态悬浮液；

S30，向雾化箱中通入气流，将雾态悬浮液从雾化箱中吹出；

S40，收集雾态的纳米材料。

作为本发明的进一步方案：所述步骤S40之后还包括以下步骤：

S50，静置雾化箱一段时间，让凝结在箱壁上的纳米材料水悬浮液流到雾化箱底部；

S60，打开回流阀，收集凝结的纳米材料水悬浮液。

作为本发明的进一步方案：所述步骤S30中使用的气流为惰性气体。

作为本发明的进一步方案：所述惰性气体采用的是氦气。

作为本发明的进一步方案：所述步骤S30中使用的气流为氢氧混合气。

作为本发明的进一步方案：所述氢氧混合气中，氢气与氧气的物质的量比值为2：1。

本发明还提出一种将纳米材料从液态转换成雾态的超声波设备，包括雾化箱以及设置在所述雾化箱上的雾化器，所述雾化箱上还设有一个进气口和一个出气口。

作为本发明的进一步方案：所述雾化箱的底部还设置有凝液回收装置，所述凝液回收装置与所述雾化箱一体设置，所述凝液回收装置用于回收凝结在所述雾化箱内壁上且变回液态的纳米材料。

作为本发明的进一步方案：所述凝液回收装置呈漏斗状，所述凝液回收装置的收集口处设置有回流阀，用于控制凝液回收装置的开合，当回流阀关闭时，所述雾化箱只有所述进气口和所述出气口与外界连通。

作为本发明的进一步方案：所述雾化器包括超声波换能器以及喷头，所述喷头置于所述雾化箱的内部，所述超声波换能器置于所述雾化箱的外部。