專利名稱:納米材料高效收集方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明為一種納米材料收集方法及設(shè)備。
納米材料生產(chǎn)方法大體分氣相法和液相法兩大類。氣相法包括低壓加熱蒸發(fā)法、激光法、爆炸絲法、等離子加熱法……;液相法包括溶膠—凝膠法、沉淀法、幅射法……。當(dāng)生成納米微粒后,收集方法分兩大類,分述于后。
氣相法生成納米微粒后,傳統(tǒng)的收集方法是用旋轉(zhuǎn)的裝液氮容器—冷阱將氣相納米微粒變?yōu)楣虘B(tài),當(dāng)冷阱轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),固定的刮刀將附在冷阱壁上的納米微粒刮下,并落在下方的容器中,這種收集方法是間歇式的,每收集一次必須開(kāi)啟相關(guān)部件,手續(xù)麻煩,且不利大批量生產(chǎn),同時(shí),為了獲得必要的負(fù)壓,生產(chǎn)中還必須不斷地抽氣——保護(hù)載氣或副產(chǎn)物,這樣一來(lái),30%的成品——納米材料隨載氣抽走,不但影響收率,這些微粒飄浮在大氣中很難沉降,造成大氣污染,對(duì)于那些有毒的或貴重的產(chǎn)品尤為有害。
液相法生成納米微粒——晶核后,為了不使晶核長(zhǎng)大,必須事先加入表面活性劑,以隔離溶液中新生成或即將生成的微粒,由于表面活性劑的親水基致使過(guò)濾困難,且過(guò)濾后渣中水份太多,使后處理——焙燒耗能多,且納米微粒之粒徑小于濾材——濾紙或?yàn)V布的孔粒,致使其粒徑小的微粒穿濾于濾液中,不但浪費(fèi),也會(huì)污染水體,另外過(guò)濾速度慢,會(huì)使粒徑逐漸長(zhǎng)大,而且處理量小,鑒于傳統(tǒng)工藝之不足,本發(fā)明提出如下的技術(shù)解決方案。
A、對(duì)氣相法納米材料生產(chǎn)而言,取消冷阱和刮刀,直接將生成的納米微粒連同載氣先經(jīng)靜電除塵器收集產(chǎn)品,再接真空泵,并由真空泵排出載氣,當(dāng)載氣進(jìn)入靜電除塵器后,先經(jīng)陰極,使納米微粒帶電,再經(jīng)陽(yáng)極時(shí)附于陽(yáng)極板上,陽(yáng)極板定期振打,納米材料落于灰斗中,并定期收集即可,為了提高收率(一般為98-99%),對(duì)那些比電阻過(guò)小的產(chǎn)品,還須加入H2O蒸汽或NH4OH,使比電阻達(dá)105-1013Ω,靜電除塵器的工作溫度以100-480℃為宜,為此須適當(dāng)熱交換,并將靜電除塵器保溫絕熱。
B、對(duì)于液相法而言,待生成納米微粒后,盡快用分離因數(shù)高的離心分離機(jī)——管式、室式或碟式離心機(jī)離心,必要時(shí)渣可用水清洗后再離心。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明實(shí)施例1將氣相法生成的納米材料Si或SiO2微粒及載氣的出口處,通過(guò)節(jié)流閥補(bǔ)加0-20%的水蒸汽或NH3蒸汽,使氣流的比阻為103~1013Ω之間,調(diào)節(jié)溫度至100-400℃之間,產(chǎn)品連同載氣進(jìn)入經(jīng)保溫絕熱處理過(guò)的靜電除塵器,產(chǎn)品在靜電除塵器陽(yáng)極被收集,經(jīng)振打落在灰斗中,并定期排出,載氣經(jīng)真空泵抽走。
實(shí)施例2將氣相法生成的納米材料Fe2O3,連同載氣經(jīng)熱交換至100-400℃,將其帶入靜電除塵器,產(chǎn)品被收集后,載氣、廢氣經(jīng)真空泵排除。
實(shí)施例3由液相法生成的納米材料微?;虬氤善贰鯛畛恋肀弥凉苁诫x心分離機(jī)離心,廢液被排棄,渣投入無(wú)離子水中攪拌,再離心,渣經(jīng)焙燒即為產(chǎn)品——納米材料。
權(quán)利要求
1.一類氣相法生產(chǎn)的納米材料收集方法,其特征是將物料調(diào)溫,增加比電阻后進(jìn)入保溫的靜電除塵器,產(chǎn)品(或半成品)由靜電除塵器下方灰斗收集,并定期排出,廢氣或載氣經(jīng)真空泵排除。
2.權(quán)利要求1所述的調(diào)溫,是通過(guò)換熱使溫度達(dá)100~480℃之間。
3.權(quán)利要求1所述的增加比電阻,是在生成納米微粒后,進(jìn)入靜電除塵器前的途中用H2O或NH3蒸汽,將比電阻調(diào)至103~1013Ω之間。
4.權(quán)利要求1所述的排放廢(載)氣,是將靜電除塵器接于納米材料生成容器與真空泵之間,使含納米材料的氣體在進(jìn)入真空泵前,必先經(jīng)靜電除塵器。
5.一種液相法生產(chǎn)的納米材料收集方法,其特征是將含納米材料微?;蛐鯛钗锏幕旌弦罕萌敫叻蛛x因數(shù)的離心分離機(jī),離心去水,再與水混合離心0-2次,供后處理用。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣相法和液相法等一切納米材料高效收集方法及設(shè)備,收率高達(dá)98~99%,因此對(duì)環(huán)境無(wú)污染,自動(dòng)連續(xù)作業(yè),運(yùn)行費(fèi)用低,收集能力每小時(shí)幾公斤至數(shù)噸均可,亦可同品種的數(shù)條生產(chǎn)線共用一臺(tái)收集設(shè)備,氣相法不用冷阱,適用于一切納米材料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用。
文檔編號(hào)B04B5/04GK1488444SQ02133860
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者孫先明 申請(qǐng)人:孫先明