一种微纳物质分离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种微纳物质分离装置，包括兰杰文振子、设有微纳物质的悬浊液的开槽容器、收集基板，开槽容器粘接在兰杰文振子的辐射面上，收集基板置于开槽容器的上方，通过兰杰文振子对开槽容器中的微纳物质的悬浊液进行励振，使其雾化成微液滴，其中特征尺寸小于微液滴特征尺寸的微纳物质随着微液滴喷射到收集基板上，特征尺寸大于微液滴特征尺寸的微纳物质留在微纳物质的悬浊液中，从而实现不同特征尺寸微纳物质的分离。本实用新型专利技术微纳物质分离装置具有分离速度快、结构简单、操作方便、易小型化、制作成本低、低耗能等优点。

A micro nano material separation device

The utility model discloses a micro nano material separation device, including a Langji oscillator, a slotting container with a micro nano matter suspension and a collection substrate. The slotting container is bonded to the radiant surface of the Lan Jiewen oscillator, and the substrate is placed above the slotting container, and the micro nano material in the slotting container is used by the Lan Jiewen oscillator. The suspension is excited to atomized into micro droplets, in which micro nano material with characteristic size less than the characteristic size of micro droplet is sprayed onto the collection substrate with the micro droplet, and the micro nano material with characteristic size larger than the micro droplet characteristic size remains in the suspension of micro nano material, thus the separation of different characteristic sizes and nanofatties is achieved. The micro nano material separation device has the advantages of fast separation speed, simple structure, convenient operation, easy miniaturization, low production cost and low energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种微纳物质分离装置
：本技术涉及一种微纳物质分离装置,属于微纳米工程领域。
技术介绍
：微纳物质的分离技术在化工提纯、生物医学、材料合成、微纳加工等领域有着重要的应用。已有的微纳物质分离技术包括离心法、电泳法、介电泳法、磁泳法等，这些方法在实际应用过程中均存在一定的局限性，比如传统的离心分离法往往需要借助于旋转机械设备，设备通常比较庞大，造价成本高，维修费用高，能耗大，在分离少量微纳物质时很不经济；新兴的电泳和介电泳分离法需要被分离微纳物质带电，磁泳分离法需要磁性物质作为载体，而且易受布朗运动、环境温度、PH值等影响，分离速度慢、分离量有限。随着超声技术的发展，利用超声来分离微纳物质已经越来越受到相关研究人员的关注。已有的超声微纳物质分离技术主要包括两大类，第一类是利用微纳物质在声场中受到声辐射力作用而在声压波腹或声压波节位置聚集，形成较大的聚集物并在重力作用下沉淀下来，从而实现微纳物质的分离，该类方法所需的分离时间会很长，整个处理系统很复杂；第二类是利用微纳物质在声场非线性效应作用下的运动轨迹发生改变，来实现不同微纳物质的分离，该类方法通常需要利用微沟道结构，器件加工要求很高。目前已有的微纳物质超声分离技术还存在着缺陷和不足，并且不能满足一些特定情况下的分离需求。
技术实现思路
：针对上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于超声雾化方法的微纳物质分离装置。本技术所采用的技术方案有：一种微纳物质分离装置，包括兰杰文振子、设有微纳物质的悬浊液的开槽容器、收集基板，所述开槽容器粘接在兰杰文振子的辐射面上，收集基板置于开槽容器的上方，通过所述兰杰文振子对开槽容器中的微纳物质的悬浊液进行励振，使其雾化成微液滴，其中特征尺寸小于微液滴特征尺寸的微纳物质随着微液滴喷射到收集基板上，特征尺寸大于微液滴特征尺寸的微纳物质留在微纳物质的悬浊液中。进一步地，所述兰杰文振子具有一个或多个共振频率。进一步地，所述微纳物质为颗粒状、线状、片状或块状结构，特征尺寸在微米级或纳米级。进一步地，所述微纳物质的种类为两种或多种。进一步地，所述微纳物质的悬浊液的液体为水，或乙醇有机物。进一步地，所述微纳物质的悬浊液的液面为凹状、平状或凸状。进一步地，所述开槽容器的材料为铝金属。进一步地，所述收集基板与微纳物质的悬浊液液面最高点之间的距离为0.5-2.5cm。进一步地，所述微纳物质的悬浊液通过温度控制器改变其温度，以改变其表面张力。本技术具有如下有益效果：(1).由于利用超声雾化来实现微纳物质的分离，分离速度相对其他方法更快；(2).由于采用兰杰文振子励振并且没有旋转部件，本技术具有结构简单、操作方便等优点；(3).本技术涉及到的微纳物质分离装置还具有易小型化、制作成本低、低耗能等优点。附图说明：图1为本技术微纳物质分离装置的结构示意图。。其中：1-兰杰文振子、2-开槽容器、3-微纳物质的悬浊液、4-收集基板。具体实施方式：下面结合附图对本技术作进一步的说明。如图1所示，本技术微纳物质分离装置，包括兰杰文振子1、设有微纳物质的悬浊液3的开槽容器2、收集基板4，其中开槽容器2粘接在兰杰文振子1的辐射面上，收集基板4置于开槽容器2的上方。通过兰杰文振子1对开槽容器2中的微纳物质的悬浊液3进行励振，使其雾化成微液滴，其中特征尺寸小于微液滴特征尺寸的微纳物质会随着微液滴喷射到收集基板4上，从而实现不同特征尺寸微纳物质的分离。其中，兰杰文振子1具有一个或多个共振频率。其中，微纳物质为颗粒状、线状、片状或块状结构，特征尺寸在微米级或纳米级。其中，微纳物质的种类为两种或多种。其中，微纳物质的悬浊液3的液体为水，或乙醇等有机物。其中，微纳物质的悬浊液3的液面为凹状、平状或凸状。其中，开槽容器2的材料为铝等金属。其中，收集基板4与微纳物质的悬浊液3液面最高点之间的距离为0.5-2.5cm。其中，微纳物质的悬浊液3通过温度控制器改变其温度，从而改变其表面张力。对兰杰文振子1施加其共振频率的交流电压，通过兰杰文振子1对开槽容器2中的微纳物质的悬浊液3进行励振，使其雾化成微液滴，微液滴会克服重力作用从辐射面向上喷射。根据经典的超声雾化理论，微液滴的特征寸尺与励振频率、流体的表面张力、密度等因素有关，当微纳物质的悬浊液3中含有两种或两种以上不同特征尺寸的微纳物质混合物时，其中特征尺寸小于雾化微液滴特征尺寸的微纳物质会被包含在微液滴中，随着微液滴向上喷射到收集基板4上，特征尺寸大于雾化微液滴特征尺寸的微纳物质会留在微纳物质的悬浊液3中，从而实现不同特征尺寸微纳物质的分离。通过激发兰杰文振子1在不同共振频率下的共振模态，可以改变雾化微液滴的特征尺寸，从而改变被分离微纳物质的特征尺寸范围。通过改变微纳物质的悬浊液3的液体的种类(不会污染微纳物质)而改变液体密度，可以改变雾化微液滴的特征尺寸，从而改变被分离微纳物质的特征尺寸范围。通过温度控制器改变微纳物质的悬浊液3的温度而改变其表面张力，可以改变雾化微液滴的特征尺寸，从而改变被分离微纳物质的特征尺寸范围。下面借助于几个实施例说明本技术提供的微纳物质分离装置，兰杰文振子1由苏州海纳科技有限公司提供,型号为HNC-4SS-3840/100/160，有三个谐振频率，分别为38kHz、100kHz、160kHz。圆柱形开槽容器的材料为铝，直径为4cm，高度为4mm，粘接在兰杰文振子的辐射面的正中心位置，中心开槽部分直径为3.6cm，高度为3mm。圆形收集硅基板水平放置在开槽容器的上方，直径为6cm，厚度为0.1mm。微纳物质的水性悬浊液放置在开槽容器内，直径为3.6cm，高度为2mm，液面为平状，液面与圆形收集硅基板之间的距离为2cm。对于含有3mg硅纳米颗粒(直径800nm)和5mg酵母菌颗粒(直径10μm)的悬浊液，当幅值为100Vp-p频率为38kHz的交流电压加到兰杰文振子上时，会形成直径为8μm的球形雾化微液滴，并喷射到圆形收集硅基板上，经过2min时间的超声处理，待喷射在圆形收集硅基板上的微液滴干燥后，可以得到2.3mg的硅纳米颗粒。对于含有3mg氧化锌纳米线(直径40nm，长度5μm)和5mg酵母菌颗粒(直径7μm)的悬浊液，当幅值为100Vp-p频率为100kHz的交流电压加到兰杰文振子上时，会形成直径为6μm的球形雾化微液滴，并喷射到圆形收集硅基板上，经过2min时间的超声处理，待喷射在圆形收集硅基板上的微液滴干燥后，可以得到1.9mg的氧化锌纳米线。对于含有3mg银微米颗粒(直径1.5μm)和5mg酵母菌颗粒(直径4μm)的悬浊液，当幅值为100Vp-p频率为160kHz的交流电压加到兰杰文振子上时，会形成直径为3.4μm的球形雾化微液滴，并喷射到圆形收集硅基板上，经过2min时间的超声处理，待喷射在圆形收集硅基板上的微液滴干燥后，可以得到2.7mg的银微米颗粒。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微纳物质分离装置，其特征在于：包括兰杰文振子(1)、设有微纳物质的悬浊液(3)的开槽容器(2)、收集基板(4)，所述开槽容器(2)粘接在兰杰文振子(1)的辐射面上，收集基板(4)置于开槽容器(2)的上方，通过所述兰杰文振子(1)对开槽容器(2)中的微纳物质的悬浊液(3)进行励振，使其雾化成微液滴，其中特征尺寸小于微液滴特征尺寸的微纳物质随着微液滴喷射到收集基板(4)上，特征尺寸大于微液滴特征尺寸的微纳物质留在微纳物质的悬浊液(3)中。

【技术特征摘要】
1.一种微纳物质分离装置，其特征在于：包括兰杰文振子(1)、设有微纳物质的悬浊液(3)的开槽容器(2)、收集基板(4)，所述开槽容器(2)粘接在兰杰文振子(1)的辐射面上，收集基板(4)置于开槽容器(2)的上方，通过所述兰杰文振子(1)对开槽容器(2)中的微纳物质的悬浊液(3)进行励振，使其雾化成微液滴，其中特征尺寸小于微液滴特征尺寸的微纳物质随着微液滴喷射到收集基板(4)上，特征尺寸大于微液滴特征尺寸的微纳物质留在微纳物质的悬浊液(3)中。2.如权利要求1所述的微纳物质分离装置，其特征在于：所述兰杰文振子(1)具有一个或多个共振频率。3.如权利要求1所述的微纳物质分离装置，其特征在于：所述微纳物质为颗粒状、线状、片状或块状结构，特征尺寸在微...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏展，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32