一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種超高壓強傳質(zhì)反應工業(yè)化制備量子點的技術，尤其是一種工業(yè)化超高壓強傳質(zhì)反應大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置。
【背景技術】
[0002]量子點，即半導體納米晶。是在把導帶電子、價帶空穴及激子在三個空間方向上束縛住的半導體納米結(jié)構。量子點，電子運動在三維空間都受到了限制，因此有時被稱為“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子點原子”。量子點在所有三個維度上的尺寸通常比和構成量子點的材料中的激子尺寸小，這樣激子在所有三個維度上都受到強烈的限域，從而表現(xiàn)出與相應體相材料截然不同的性質(zhì)。量子點特殊的光學性質(zhì)使得它在生物化學、細胞生物學、基因組學、蛋白質(zhì)組學、藥物篩選、光子晶體、腔量子電動力學、光捕捉、激光、太陽能、顯示、照明、軍民兩用等社會經(jīng)濟等領域發(fā)揮極大的作用。
[0003]量子點的研宄是當今世界上最前沿的科學，量子點的生長和性質(zhì)成為當今全球研宄的熱點，其制備主要有物理方法和化學方法，以化學方法為主。當前，量子點的軟化學制備方法有兩種:一種是采用膠體化學的方法在有機體系中合成，另一種是在水溶液中合成。目前最常用的制備量子點的方法是“熱反應自組織生長方式”。然而，上述量子點的生產(chǎn)還是基于實驗室的方法，產(chǎn)量極少，一般每次反應體積在5?50mL，最多只能滿足一些實驗室研宄級別的測試以及應用試驗的需要。在量產(chǎn)化中，這些傳統(tǒng)方法都遇到了難以解決的瓶頸:當進行“放大”量產(chǎn)時，隨著反應體積的擴大，反應體系中熱傳導和反應物擴散的情況都會發(fā)生極大的變化，造成反應結(jié)果發(fā)生偏差，得到的往往是廢品或產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。因此，大多數(shù)實驗室中取得的成果不能轉(zhuǎn)化為實際的應用，而只能停留在實驗室研宄的階段，離工業(yè)化生產(chǎn)的需要相距甚遠。
[0004]有鑒于此，發(fā)明人大量地進行應用實驗，就量子點的工業(yè)化生產(chǎn)開展研宄，終有本案產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其具有工藝配套簡單、設備裝置結(jié)構緊湊、安裝方便、性能穩(wěn)定、多功能等特點。
[0006]為了達成上述目的，本實用新型采用的解決方案是:
[0007]—種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其反應裝置為超高壓強傳質(zhì)反應
目.ο
[0008]為了提高生產(chǎn)效率，減少設備占地空間，所述的超高壓強傳質(zhì)反應裝置由若干超高壓反應器組成，所有超高壓反應器兩端接口用超高壓管路首尾相接依次串聯(lián)連接，形成串聯(lián)式連續(xù)生產(chǎn)型裝備。
[0009]所述的所有超高壓反應器安裝在一個密閉箱體中，密閉箱體內(nèi)安裝循環(huán)溫控裝置來調(diào)節(jié)溫度。
[0010]所述的超高壓強傳質(zhì)反應裝置末端的超高壓管通過氣動脈沖開關閥連接一臺生成器，以完成量子點母液的整形和乳化。
[0011]所述的生成器安裝在一只可循環(huán)注入冷卻液的箱體中，冷卻液對生成器進行強制冷卻，生成器與反應器間由氣動脈沖開關閥控制通斷。
[0012]本發(fā)明人分析傳統(tǒng)制備方法問題的根源，研發(fā)出了這種超高壓強傳質(zhì)反應“物理法強制干預組織生長方式”工業(yè)化制備量子點技術，其核心優(yōu)勢在于這是一種重力+速度+能量(G / S / J)的強傳質(zhì)反應過程，在G / S / J驅(qū)動下產(chǎn)生超強的壓力效應、脈動效應、空穴效應和均勻的微觀混合效應。工作時，反應物是不斷地被導入超高壓反應區(qū)，反應物通過上述綜合效應所產(chǎn)生的超級能量強傳質(zhì)過程中得到充分反應，然后經(jīng)生成器整形和乳化后被導出，即為量子點母液，然后由下一道工序進行提純。這種超高壓強傳質(zhì)反應裝置制備量子點，徹底解決熱反應自組織生長方式在量產(chǎn)中熱傳導和反應物擴散發(fā)生變化而導致反應結(jié)果的偏差問題，大大提高了產(chǎn)能、品質(zhì)、產(chǎn)品檔次和經(jīng)濟效益，而且完全可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的工藝流程圖；
[0015]圖2是本實用新型的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，是本實用新型的工藝方法，其步驟是:
[0017]步驟一、將量子點原材料按固、液比(配比比例)進行配比，此配比屬于現(xiàn)有技術；把配比好的原料進行超微細化處理和均質(zhì)乳化；
[0018]步驟二、將處理好的原料乳液，用280Mpa (從零提升到280Mpa)的壓力導入超高壓反應器，穩(wěn)壓ι-?ο分鐘；
[0019]為了能進一步加速其催化反應過程，在此步驟二中，可利用加熱系統(tǒng)對超高壓反應器進行加熱，溫度250?300°C ；
[0020]步驟三、再將壓力調(diào)升壓至350Mpa (從280Mpa提升到350Mpa)后，穩(wěn)壓1_10分鐘；
[0021]步驟四、然后再將壓力調(diào)升壓至620Mpa (從350Mpa提升到620Mpa)后，保壓I?30分鐘后，導出生成好的量子點母液。為了更快提高其溶解能力及反應速度常數(shù)，可繼續(xù)上調(diào)壓力，直到設備的耐受壓力為止；
[0022]此步驟四導出的量子點母液經(jīng)過生成器進行整形和乳化，這樣會使產(chǎn)品晶形尺寸更優(yōu)化；
[0023]步驟五、提純步驟五量子母液。
[0024]如圖2所示，本實用新型揭示的一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，由若干個抗腐蝕、高強度合金鋼的超高壓反應器I組成(視設計產(chǎn)能和反應時間需要可增減)，超高壓反應器I (可多排并排排列)安裝在一個密閉箱體2中，密閉箱體2內(nèi)用循環(huán)溫控裝置控制溫控液(導熱油)從溫控液進口 9進而由溫控液出口 10出，來調(diào)節(jié)所需溫度。各個超高壓反應器I兩端接口用超高壓管路3按頭尾相接依次串聯(lián)連接，形成串聯(lián)式連續(xù)生產(chǎn)型裝備。整個裝置末端管路通過氣動脈沖開關閥5連接一臺生成器4，生成器4安裝在一只裝有循環(huán)冷卻液的箱體6中，循環(huán)冷卻液從冷卻液進口 11進而由冷卻液出口 12出，來對生成器4進行強制冷卻。生成器4具備整形和乳化功能，它由氣動脈沖開關閥5控制，主要用于反應后的物料通過超微細化、整形和乳化后導出，使其晶形更優(yōu)化。由上述這些部件組合成的超尚壓強傳質(zhì)反應制備量子點裝置，在尚達620 Mpa的超尚壓力下從原料乳液管路7導入超高壓反應器1，串聯(lián)起來的超高壓反應器I 一只只被注滿，在超高壓的壓力效應、脈動效應、空穴效應和均勻的微觀混合效的強傳質(zhì)下，促使原料乳液在超高壓反應器I內(nèi)產(chǎn)生原位反應，生成為量子點母液。而后，通過生成器4整形和乳化后導出，其晶形尺寸更優(yōu)化。被導出管8導出的量子點母液進入下道工序進行提純。
【主權項】
1.一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其特征在于:由若干超高壓反應器組成，所有超高壓反應器兩端接口用超高壓管路首尾相接依次串聯(lián)連接，形成串聯(lián)式連續(xù)生產(chǎn)型裝備。2.如權利要求1所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其特征在于:所述的所有超高壓反應器安裝在一個密閉箱體中，密閉箱體內(nèi)安裝用于調(diào)節(jié)溫度的循環(huán)溫控 目.ο3.如權利要求1所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其特征在于:所述的超高壓強傳質(zhì)反應裝置末端的超高壓管路通過氣動脈沖開關閥連接一臺生成器。4.如權利要求3所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，其特征在于:所述的生成器安裝在一只可循環(huán)注入冷卻液的箱體中，生成器與反應器間由氣動脈沖開關閥控制通斷。
【專利摘要】本實用新型提供了一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點的串聯(lián)裝置，由若干超高壓反應器組成，所有超高壓反應器兩端接口用超高壓管路首尾相接依次串聯(lián)連接，形成串聯(lián)式連續(xù)生產(chǎn)型裝備。本實用新型利用超高壓強傳質(zhì)反應“物理法強制干預組織生長方式”工業(yè)化制備量子點技術，徹底解決熱反應自組織生長方式在量產(chǎn)中熱傳導和反應物擴散發(fā)生變化而導致反應結(jié)果的偏差問題，大大提高了產(chǎn)能、品質(zhì)、產(chǎn)品檔次和經(jīng)濟效益，而且完全可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J3/06
【公開號】CN204656495
【申請?zhí)枴緾N201520115411
【發(fā)明人】王建偉
【申請人】王建偉
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年2月25日