一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，属于纳米材料合成技术领域。将等长度并带有固定装置的收集平台移动线路与形状标称固定，得到纳米材料收集装置的固定框架。将收集平台固定于收集装置的固定框架上，制成纳米材料的收集装置。将该装置内置于气相爆轰管，并通过气相爆轰合成纳米材料实验，收集到了粒径尺寸小于爆轰管内壁收集到的样品。本实用新型专利技术的有益之处有：1)收集装置结构稳定、材质物化性质稳定，可收集不同位置的纳米材料。2)收集装置上的纳米材料粒径均小于爆轰管内壁产物粒径，有助于揭示气相爆轰合成纳米材料的理论分析。

A Collection Device for Gas Detonation Synthesis of Nanomaterials

The utility model provides a collection device for synthesizing nanomaterials by gas phase detonation method, which belongs to the technical field of nanomaterials synthesis. Fixed the mobile line of the collection platform with the same length and fixed device with the shape nominal, and obtained the fixed frame of the nanometer material collection device. The collecting platform is fixed on the fixed frame of the collecting device to make a collecting device for nanomaterials. The device was built into a gas detonation tube, and samples with particle size smaller than the inner wall of the detonation tube were collected through the experiment of synthesizing nanomaterials by gas detonation. The utility model has the advantages of: 1) the structure of the collecting device is stable, the physical and chemical properties of the material are stable, and the nano-materials at different positions can be collected. 2) The particle size of nano-materials on the collection device is smaller than that of products inside the detonation tube, which is helpful to reveal the theoretical analysis of gas-phase detonation synthesis of nano-materials.

【技术实现步骤摘要】
一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置
本技术涉及一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，更具体地讲，本技术涉及一种位置可移动的收集爆轰反应区产物的装置，属于纳米材料合成
收集到的产物可用来揭示气相爆轰法合成纳米材料的生长机理。
技术介绍
气相爆轰法是一种操作便捷、反应速率快、设备要求低、产物纯度高的纳米材料制备方法(闫鸿浩,吴林松,李晓杰,赵铁军.爆温对气相爆轰合成纳米TiO2结构和性能的影响[J].《无机材料学报》.2017,03:275-280)。气相爆轰法一般采用可燃性气体(如H2、碳氢化合物等)与O2或空气等氧化性气体的混合气体作为爆源，在密闭的空间内通过电火花引爆该气体产生高温的爆轰或爆燃热解前驱体制备纳米材料。TiCl4受热易气化，常作为气相爆轰法制备纳米TiO2的前驱体，研究发现爆源、爆速、初始压力、初始温度、前驱体浓度等因素可对纳米TiO2的物相及形貌产生不同程度的影响，甚至造成其光催化活性的改变(欧阳欣.气相爆燃与爆轰法制备纳米二氧化钛颗粒研究[D].大连:大连理工大学博士论文,2009)。纳米SnO2与纳米SiO2分别可通过气相爆轰法分解SnCl4与SiCl4制备，且它们的形貌尺寸同样受上述因素的影响(闫鸿浩,吴林松,李晓杰,王小红,王胜杰.前驱体相对物质的量的变化对氢氧气相爆燃制备纳米SiO2颗粒的影响[J].《爆炸与冲击》.2012,06:581-584.闫鸿浩,王胜杰,李晓杰,吴林松.初始压力对气相爆轰制备纳米SnO2的影响[J].《功能材料》.2013,20:3016-3019)。通过调整前驱体种类可获得TiO2-SnO2、TiO2-SiO2、TiO2-Fe2O3等纳米复合材料，并且其光催化活性较纯TiO2纳米颗粒有较明显的提升(L.S.Wu,H.H.Yan,J.L.Xiao,X.J.Li,X.H.Wang.CharacterizationandphotocatalyticpropertiesofSiO2-TiO2nanocompositespreparedthroughgaseousdetonationmethod[J].《CeramicsInternational》.2017,43(12):9377-9381.L.S.Wu,H.H.Yan,X.J.Li,X.H.Wang.CharacterizationandphotocatalyticpropertiesofSnO2-TiO2nanocompositespreparedthroughgaseousdetonationmethod[J].《CeramicsInternational》.2017,43(1):1517-1521.)。除氧化物外，气相爆轰法制备的碳包覆金属纳米材料、碳纳米材料以及碳纳米管等具有很好的形貌结构与稳定性。用二茂铁作前驱体，可制备碳包铁/碳化铁纳米颗粒(H.Yan,T.Zhao,X.Li,C.Hun.Hydrogenandairdetonation(deflagration)synthesisofcarbon-encapsulatedironnanoparticles[J],《Combustion,ExplosionandShockwaves》.2015,51(4):495-501.)；用乙酰丙酮铜作前驱体，可合成碳包铜纳米颗粒(闫鸿浩,张潇飞,赵碧波,赵铁军,李晓杰.气相/凝聚炸药爆轰合成的碳包铜纳米颗粒特征[J].《强激光与粒子束》.2017,08:74-78.)；引爆苯-氧混合气体，在负氧条件下能够合成洋葱状富勒烯纳米材料(N.Luo,H.W.Jing,Z.G.Ma,R.H.Chen.Gaseousdetonationchemicalsynthesisofonion-likecarbons[J].《MendeleevCommunications》.2017,27(2):195-197.)；通过调整混合气体中可燃性气体比例，以二茂铁为催化剂可以获得碳纳米管材料(T.J.Zhao,X.J.Li,J.H.S.Lee,H.H.Yan.Theeffectsofhydrogenproportiononthesynthesisofcarbonnanomaterialswithgaseousdetonation(deflagration)method[J].《MaterialsResearchExpress》.2018,5(2):025024.杨瑞,李晓杰,闫鸿浩.气相爆轰法合成含铁多壁碳纳米管[J].《高压物理学报》.2017,03:209-214.)。气相爆轰合成纳米材料反应速率非常快，反应过程及其复杂，对于纳米颗粒的生长机制主要用气溶胶的Kruis生长模型进行解释(陈天梧,罗宁,闫鸿浩,刘凯欣.气相爆炸流场中TiO2纳米颗粒生长的数值分析初探[J].《高压物理学报》.2014,06:729-735.闫鸿浩,吴林松,李晓杰,王胜杰.颗粒长大模型在气相爆轰合成纳米材料中的应用[J].《稀有金属材料与工程》.2015,05:1144-1148)。通过数值计算，发现影响产物粒径的重要因素，并预测纳米材料粒径可控的可能性。然而，在气相爆轰合成纳米材料时，往往需要将产物沉淀10分钟左右再去收集，所以纳米颗粒的生长现象无法在实验中得到验证。因此，需要一种特殊的样品收集装置，以获得气相爆轰反应时的产物来揭示气相爆轰过程中纳米颗粒生长机制。
技术实现思路
本技术的目的是技术一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，以获得气相爆轰反应时的纳米产物。本技术的技术原理：一、气相爆轰过程会产生近3000K的高温，且产生相对较大的冲击力，所以，收集装置应满足一定的耐高温性、可靠的结构稳定性、物化稳定性。二、收集装置不能明显影响爆轰波的传播，需具有良好的爆轰波透过性。本技术的技术方案：一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，该收集装置置于气相爆轰实验装置内，包括固定框架和收集平台两部分；所述的固定框架进一步包括形状标称6和收集平台移动线路7，形状标称6位于收集装置的两端，用于固定收集平台移动线路7，形成固定框架；所述的收集平台进一步包括收集平台8和固定装置9，收集平台8通过固定装置9固定在收集平台移动线路7上，并在收集平台移动线路7上滑动。所述的形状标称6为三角形、四边形等多边形、圆形或椭圆形。所述的形状标称6数量多于2个，用于固定收集平台移动线路7。所述的收集平台移动线路的组成数量为1个以上。所述的收集平台8为10目的不锈钢网片或孔隙大于0.8mm的高孔隙率的多孔片状材料，其形状为圆形、椭圆形或多边形。所述的收集装置为不锈钢、铜、钛等耐腐蚀、耐高温、耐氧化材料。所述的收集纳米材料为TiO2、SnO2、SiO2、碳包铁、碳包铜、碳包钴、碳纳米管、纳米碳等气相爆轰法合成的纳米材料。本技术的有益效果：1)收集装置结构稳定、材质物化性质稳定，可收集不同位置的纳米材料。2)收集装置上的纳米材料粒径均小于爆轰管内壁产物粒径，有助于揭示气相爆轰合成纳米材料的理论分析。3)根据不同位置的样品形貌特征，提供一种收集特定形貌、尺寸纳米材料的方法。附图说明图1为本技术所用的气相爆轰实验所用的爆轰管装置示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，其特征在于，该收集装置置于气相爆轰实验装置内，包括固定框架和收集平台两部分；所述的固定框架进一步包括形状标称(6)和收集平台移动线路(7)，形状标称(6)位于收集装置的两端，用于固定收集平台移动线路(7)，形成固定框架；所述的收集平台进一步包括收集平台(8)和固定装置(9)，收集平台(8)通过固定装置(9)固定在收集平台移动线路(7)上，并在收集平台移动线路(7)上滑动。

【技术特征摘要】
1.一种气相爆轰法合成纳米材料的收集装置，其特征在于，该收集装置置于气相爆轰实验装置内，包括固定框架和收集平台两部分；所述的固定框架进一步包括形状标称(6)和收集平台移动线路(7)，形状标称(6)位于收集装置的两端，用于固定收集平台移动线路(7)，形成固定框架；所述的收集平台进一步包括收集平台(8)和固定装置(9)，收集平台(8)通过固定装置(9)固定在收集平台移动线路(7)上，并在收集平台移动线路(7)上滑动。2.根据权利要求1所述的收集装置，其特征在于，所述的收集装置为耐腐蚀、耐高温、耐氧化材料制成。3.根据权利要求1或2所述的收集装置，其特征在于，所述的形状标称(6)为多边形、圆形或椭圆形，数量多于2个。4.根据权利要求1或2所述的收集装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫鸿浩，赵铁军，王小红，李晓杰，张潇飞，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21