一种纳米材料的自蔓延高温合成装置制造方法及图纸

技术编号:14607437 阅读:83 留言:0更新日期:2017-02-09 14:01
本实用新型专利技术属于纳米材料制备领域,涉及一种纳米材料的自蔓延高温合成装置。包括两个可分离的不锈钢腔室,上部为产物收集室,下部为反应室,所述反应室顶部开有孔,与产物收集室连通;所述反应室内部有石墨坩埚作为反应容器,石墨坩埚底部开孔与集渣槽连通,所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出。所述产物收集室顶部冷却水槽。所述反应室及产物收集室材质均为304不锈钢。其优点是:结构简易,以整个上部腔室作为产物的收集区,显著提高了产物的收集量;在产物收集室顶部设置冷却水槽,保证整个产物收集过程在较低的温度下进行,避免了纳米晶的长大。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于纳米材料制备
,具体涉及一种纳米材料的自蔓延高温合成装置。
技术介绍
目前,常见的纳米材料制备方法主要有:水热法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、碳热还原法、煅烧法、溶胶凝胶法、模版法等。这些方法往往制备工艺繁复、设备投入过大、能耗过高,且制得的纳米材料纯度较低。自蔓延高温合成技术,主要通过高热剂的氧化还原反应,诱发体系冶金物理化学反应形成燃烧波,瞬间释放热量熔化喷出体系产物,使其受控冷却从而获得纳米材料。此方法具有制备工序少、操作流程短、工艺简单、低能耗、低成本、产品纯度高等优点,有着广阔的市场化前景。由于自蔓延高温合成具有很强的体系针对性,往往制备不同类型的产物所用到装置也大不相同。目前,公知的自蔓延高温合成装置主要针对致密块体材料和多孔固体材料合成,不能直接获得分散的纳米材料。仅专利CN201220398585及CN201220175591公开了分散纳米材料的自蔓延高温合成装置。然而二者均存在成本高、结构复杂、产物收集量低等不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、结构简单、产量高的分散纳米材料的自蔓延高温合成装置。本技术的纳米材料的自蔓延高温合成装置,包括两个可分离的不锈钢腔室,上部为产物收集室,下部为反应室,所述反应室顶部开有孔,与产物收集室连通;所述反应室内部有石墨坩埚作为反应容器,石墨坩埚底部开孔与集渣槽连通,所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出。所述产物收集室顶部为冷却水槽。所述的反应室顶部开有孔,以便于反应产物进入反应收集室。所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出,以便于反应点火。所述反应室及产物收集室材质均为304不锈钢,且二者可分离。所述石墨坩埚底部开孔与集渣槽相连通。使用时,石墨坩埚的孔口上放上纸垫片。本技术纳米材料的自蔓延高温合成装置的优点是:结构简易,仅由两个可分离的不锈钢腔室构成,不仅降低了成本,也便于制备后的清理;使用引线点火方式进一步降低成本;将反应区与产物收集区隔开,保证了产物的纯度;以整个上部腔室作为产物的收集区,显著提高了产物的收集量;在产物收集室顶部设置冷却水槽,保证整个产物收集过程在较低的温度下进行,避免了纳米晶的长大。附图说明图1为本技术纳米材料的自蔓延高温合成装置的结构示意图。其中,1-反应室,2-产物收集室,3-石墨坩埚,4-集渣槽,5-小孔,6-冷却水槽。具体实施方式下面结合附图,对本技术进行进一步说明。根据图1,一种分散纳米材料的自蔓延高温合成装置,包括两个可分离的不锈钢腔室,上部为产物收集室,下部为反应室,所述反应室顶部开有孔,与产物收集室连通;所述反应室内部有石墨坩埚作为反应容器,石墨坩埚底部开孔与集渣槽连通,所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出。所述的反应室顶部开有孔,以便于反应产物进入反应收集室。所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出,以便于反应点火。所述产物收集室顶部有冷却水槽,以防止纳米产物的粗化。所述反应室及产物收集室材质均为304不锈钢,且二者可分离。所述石墨坩埚底部开孔与集渣槽相连通,使用时石墨坩埚的孔口上设有纸垫片。本技术是这样实现的:按一定比例称取Al、CuO以及ZnO粉末,并将它们均匀混合,用作反应原料。然后,将纸垫片放入石墨坩埚底部堵住小孔,再将混合好的反应原料装入石墨坩埚中并撒上引火粉,然后将石墨坩埚至于集渣槽上,罩上反应室,插上导火索,并通过反应室一壁上的小孔将导火索引出,接着罩上产物收集室,并在其顶部的冷却水槽加如适量冷却水。最后点火,引燃反应原料,实现自蔓延高温合成过程。约30秒后取下产物收集室,倒走冷却水,即可从收集室内壁及反应室上部外壁刮取纳米氧化锌产物。所涉及的相关化学反应主要有:2AI+3CuO→Al2O3+3Cu2Al+3ZnO→Al2O3+3Zn2Zn+O2→2ZnO该产品经X射线衍射及扫描电子显微镜表征结果证明:所得为高纯度二氧化锌纳米棒,其平均直径在150nm左右。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米材料的自蔓延高温合成装置,其特征在于,包括两个可分离的不锈钢腔室,上部为产物收集室,下部为反应室,所述反应室顶部开有孔,与产物收集室连通;所述反应室内部有石墨坩埚作为反应容器,石墨坩埚底部开孔与集渣槽连通,所述的反应室一侧壁上开有小孔,使导火索能够引出。

【技术特征摘要】
1.一种纳米材料的自蔓延高温合成装置,其特征在于,包括两个可分离的不锈钢腔室,上部为产物收集室,下部为反应室,所述反应室顶部开有孔,与产物收集室连通;所述反应室内部有石墨坩埚作为反应容器,石墨坩埚底部开孔与集渣槽连通,所述的反应室一侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员:张国栋张晖张楚
申请(专利权)人:武汉大学苏州研究院
类型:新型
国别省市:江苏;32

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