用于磁性纳米粉体的洗涤和固液分离的设备制造技术

本实用新型专利技术提供的一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，包括洗涤槽、超声波系统、电磁铁、电磁搅拌器和控制柜。洗涤槽有方便移动的盖子，底部开有出水口。多个超声波振子均布在洗涤槽的底部，多个电磁铁环绕均匀分布在洗涤槽的四周。在超声波振子的下面安装有电磁搅拌器。安装有超声波振子和电磁铁的洗涤槽、以及电磁搅拌器都固定在支架上，并在支架外围安装有金属板，控制柜也安装在支架上。本实用新型专利技术提供的设备具有洗涤分离效率高、能耗低、耗水量小、可控性强等优势，不但适合于实验室小量洗涤分离磁性纳米颗粒，也适用于磁性纳米颗粒的工业化规模洗涤分离。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供的一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，包括洗涤槽、超声波系统、电磁铁、电磁搅拌器和控制柜。洗涤槽有方便移动的盖子，底部开有出水口。多个超声波振子均布在洗涤槽的底部，多个电磁铁环绕均匀分布在洗涤槽的四周。在超声波振子的下面安装有电磁搅拌器。安装有超声波振子和电磁铁的洗涤槽、以及电磁搅拌器都固定在支架上，并在支架外围安装有金属板，控制柜也安装在支架上。本技术提供的设备具有洗涤分离效率高、能耗低、耗水量小、可控性强等优势，不但适合于实验室小量洗涤分离磁性纳米颗粒，也适用于磁性纳米颗粒的工业化规模洗涤分离。【专利说明】用于磁性纳米粉体的洗涤和固液分离的设备
本技术属于纳米粉体材料制备设备领域，具体涉及一种纳米粉体材料洗涤和固液分离的设备，特别是一种用于磁性纳米粉体的洗涤和固液分离的设备。
技术介绍
纳米粉体材料是一类介于原子团簇和宏观物体过渡区域的固体颗粒材料，是制备多种新材料的物质基础。纳米粉体材料独特的小尺寸效益、巨大的表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，使其具有截然不同于其块状材料的电学、热学、光学、磁性、力学等性能。被广泛应用于能源、环保、医学和健康、电子器件、航空航天以及生物技术等诸多关系到国计民生的领域，产生了巨大的社会和经济效益。 磁性纳米颗粒是当今材料领域研究的热点和重点之一，优越的磁性能使其在高密度信息存储、磁流体、磁传感器、催化、靶向药物输送、医学检测、环境治理等方面都具有广泛的应用。 磁性纳米颗粒的制备技术和方法直接决定了磁性纳米材料的性能，从而进一步影响到其具体的应用价值。磁性纳米粉体的制备方法主要有沉淀法、微乳液法、溶胶凝胶法、蒸发冷凝法、多元醇还原法、水热溶剂热法、球磨法、气相沉积法等。其中，在溶液中制备磁性纳米颗粒的湿化学法应用最为普及，也是被认为最适合工业化生产磁性纳米颗粒的方法。 在溶液中制备得到的磁性纳米颗粒必须经洗涤去除杂质，以及经固液分离、干燥等才能得到最终的磁性纳米粉体。常用的磁性纳米颗粒的洗涤分离方法有过滤法和离心法，但由于磁性纳米颗粒粒径较小、且颗粒间因为磁性又会加剧团聚，从而导致采用过滤法洗涤分离时，一方面纳米颗粒会穿透和堵塞过滤介质，另一方面磁性纳米颗粒在过滤介质表面形成的聚集层会严重阻碍洗涤和固液分离的继续进行。导致过滤法洗涤分离过程的耗时长、耗水量大以及能耗高。采用离心法洗涤分离时，往往需要很高的离心转速和离心时间，一样的耗时长和能耗高。为了解决以上问题，实验室通常采用超声槽超声波辅助洗涤，并在固液分离时采用磁铁吸附。尽管这样操作能在一定程度上改善磁性纳米颗粒的洗涤分离效率，但由于实验用超声槽超声波功率和频率大小、以及所用磁铁磁性强度和磁场方向等参数的可调节以及可控性较差，不可避免的会存在各种参数过或不及的现象，难以获得最佳的洗涤和分离效果。因此，迫切需要一种参数可调范围大、可控性强、同时能够集合超声波洗涤和磁力吸附功能与一体的、适用于磁性纳米材料的洗涤分离设备。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，能够实现磁性纳米材料的洗涤和分离，集合超声波洗涤和磁力吸附功能于一体的，且具有参数可调范围大、可控性强的优点。 本技术提供的一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备具有洗涤分离效率高、能耗低、耗水量小、可控性强等优势，不但适合于实验室小量洗涤分离磁性纳米颗粒，也适用于磁性纳米颗粒的工业化规模洗涤分离。 本技术提供的一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，包括洗涤槽、超声波系统、电磁铁、电磁搅拌器和控制柜。洗涤槽有方便移动的盖子，底部开有出水口。多个超声波振子均布在洗涤槽的底部，多个电磁铁环绕均匀分布在洗涤槽的四周。在超声波振子的下面安装有电磁搅拌器。安装有超声波振子和电磁铁的洗涤槽、以及电磁搅拌器都固定在支架上，并在支架外围安装有金属板，控制柜也安装在支架上。 超声波系统包括安装在洗涤槽底部的超声波振子和安放在控制柜中的超声波发生器。超声波发生器具有扫频和功率调节功能，输出功率可在额定功率的10?100%间连续调节，扫频范围在25?10KHz。 电磁搅拌器的转速在O?2400rpm可无级调速。 电磁铁有铁芯和缠绕在铁芯上的线圈组成，铁芯选用易磁化和消磁快的软磁材料。多个电磁铁的线圈串联在一起，线圈的匝数和缠绕方向相同。电磁铁所产生的磁场强弱与缠绕的线圈匝数、通过线圈的电流、以及所选用的软磁材料磁性相关，通过调整以上参数，电磁铁的磁场强度可以在较大的范围内调整。在铁芯和线圈匝数固定的情况下，通过改变流通线圈的电流大小也可以实现电磁铁磁场强度在较大范围内的调整。 使用本技术洗涤和分离磁性纳米颗粒的操作过程如下: 1、将需要洗涤和分离的磁性纳米颗粒悬浮液移入到洗涤槽中，并盖上盖子； 2、打开控制柜电源，先打开电磁搅拌器电源，调整电磁搅拌器的转速，使洗涤槽中的含有磁性纳米颗粒的液体搅拌流动起来； 3、打开超声波发生器电源，调整超声波频率和功率。超声波的空化作用，一方面可以高效的分散团聚的磁性纳米颗粒；另一方面，可以有效去除吸附在磁性纳米颗粒表面的杂质，从而极大提高洗涤效率； 4、超声洗涤一段时间后，关闭超声波。打开电磁铁电源，调整流通电磁铁的电流，使得悬浮在液体中的磁性纳米颗粒能够充分吸附在电磁铁周围，直至液体澄清到符合要求； 5、关闭电磁搅拌器电源，打开出水口，排除洗涤液体； 6、关闭出水口，关闭电磁铁电源，往洗涤槽中注入纯水或是洗涤液体，并盖上槽盖; 7、打开电磁搅拌器电源，使洗涤槽中液体流动搅拌起来，随后重复以上步骤3?6，直至洗涤到符合要求； 8、洗涤分离完成后，关闭所有电源，打开洗涤槽盖子，取出磁性纳米颗粒，即完成了整个操作过程。 综上可见，本技术的设备具有工艺简单、操作控制性强、洗涤分离效率高、易量产、能耗低、三废少等多种优势，具有很强的产业化条件和前景。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术实施例给出的用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备的结构示意图，其中:1_支架，2-超声波振子,3-控制柜,4-洗漆槽盖子,5-洗漆槽,6-电磁铁，7-洗涤槽出水口，8-电磁搅拌器； 图2是采用本技术设备制备的纳米Fe3O4的透射电镜照片； 图3是采用本技术设备制备的纳米Ni颗粒的扫描电镜照片； 图4是采用本技术设备制备的刺状纳米Ni颗粒的扫描电镜照片； 图5是采用本技术设备制备的S12包覆Fe3O4颗粒的扫描电镜照片。 【具体实施方式】 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本技术，下面结合附图及【具体实施方式】对本技术作进一步的详细描述。 实施例1 如图1所示，本实施例提供了一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，包括洗涤槽5，固定在洗涤槽5底部的超声波振子2，围绕在洗涤槽5周围的电磁铁6，洗涤槽5底部开有出水口 7、上部有可方便移动的盖子4，在洗涤槽下面安装有电磁搅拌器8，控制柜3内安装有总电源、超声波发生器、电磁铁电源和电流调节器、电磁搅拌器电源和转速调节器等，以上部件都固定在支架I上。 实施例2，采用本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于磁性纳米材料的洗涤和固液分离的设备，其特征在于，所述设备包括洗涤槽、超声波系统、多个电磁铁、电磁搅拌器和控制柜；其中，超声波系统包括多个均布在洗涤槽底部的超声波振子以及设置在控制柜中的超声波发生器；多个电磁铁环绕均匀分布在洗涤槽的四周；所述电磁搅拌器设置在超声波振子的下方；布设有超声波系统和电磁铁的洗涤槽、以及电磁搅拌器都固定在支架上，所述控制柜设置在支架上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：万军喜，曹海琳，黄建民，周少强，
申请(专利权)人：深圳航天科技创新研究院，深圳市中金岭南科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44