一种高速射流撞击装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高速射流撞击装置，所述装置包括储料罐、高压泵、射流撞击装置、回流管路和循环冷却装置，储料罐的出口与所述高压泵的入口连接，高压泵的出口与射流撞击装置的入口连接，射流撞击装置的出口通过回流管路与储料罐的入口连接，循环冷却装置安装在回流管路上。本实用新型专利技术的高速射流撞击装置可以用于制备二维纳米材料，可以简化工艺、降低成本、缩短时间、提高生产效率，获得超薄、质量好的产品，实现高质量二维纳米材料的工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种高速射流撞击装置
本技术涉及但不限于二维纳米材料的制备领域，特别涉及但不限于一种高速射流撞击装置。
技术介绍
二维纳米材料是指在空间三维尺度中仅有一维在纳米尺度的材料，由于其具有独特的结构和性能，在众多领域具有广阔的应用前景。二维纳米材料主要包括石墨烯、二硫化钼、氮化硼、二硫化钨、二硫化钛、二硫化锆、二硒化铌、二硒化锑、三碲化二铋等纳米尺度的片层。其中，石墨烯在电学、热学、力学和化学稳定性等方面具有极优异的性能，可以应用在纳米电子器件、传感器、光电器件和储能等领域。六方氮化硼纳米片具有良好的电绝缘性、导热性、化学稳定性等优异性能，在离子交换、吸附和热传导等领域具有广阔的应用前景，成为国内外研究的热点。二硫化钨纳米片和二硫化钼纳米片在光学、电学和催化等多方面具有优异的性能，被广泛应用于固体润滑剂、催化剂、电极材料、储气材料、半导体材料和电子探针等领域。目前，二维纳米材料的制备方法总体上分为化学方法和物理方法。化学方法包括氧化插层剥离和化学气相沉积等，物理方法包括液相直接剥离法和微机械解理法等。化学气相沉积方法能够制备出大面积、质量高的二维纳米材料薄膜，但控制条件比较苛刻，难以实现宏量生产。氧化插层剥离方法主要应用于氧化石墨烯纳米片的制备，具有制备技术低和操作简单等优点，但该方法对产品的结构与性能会造成不良影响，且需要大量使用有毒有害化学试剂，难以满足低成本和绿色生产的需要。微机械解理法通过胶带黏贴技术从二维材料中剥离出纳米片层，该方法可以制备出高质量的二维纳米材料，但制备效率和产量极低。液相直接剥离法采用物理作用力在液相环境中剥离层状有序的颗粒，获得纳米尺度、结构破坏小、具有较大比表面积的片层。液相直接剥离法主要包括超声、球磨、高剪切等，这些方法存在制备效率低和无法放大应用等缺点。综上所述，开发一种高效率、高产量、低成本的二维纳米材料工业化生产的装置，显得尤为重要。
技术实现思路
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。本技术提供了一种可以高效率、高产量、低成本地生产二维纳米材料的装置。具体地，本技术提供了一种高速射流撞击装置，所述装置包括储料罐(1)、高压泵(2)、射流撞击装置(3)、回流管路(4)和循环冷却装置(5)，所述储料罐(1)的出口与所述高压泵(2)的入口连接，所述高压泵(2)的出口与所述射流撞击装置(3)的入口连接，所述射流撞击装置(3)的出口通过所述回流管路(4)与所述储料罐(1)的入口连接，所述循环冷却装置(5)安装在所述回流管路(4)上。在本技术的实施方式中，所述射流撞击装置(3)可以为靶板式射流撞击装置，所述靶板式射流撞击装置可以包括1-12个射流喷嘴和1-2个撞击靶板。可选地，所述靶板式射流撞击装置包括1-2个射流喷嘴。在本技术的实施方式中，所述射流喷嘴与所述撞击靶板之间的夹角可以大于60度。可选地，所述射流喷嘴与所述撞击靶板之间的夹角为90度。在本技术的实施方式中，所述射流喷嘴的出口与所述撞击靶板之间的距离可以为1-50mm。可选地，所述射流喷嘴的出口与所述撞击靶板之间的距离为2-20mm。在本技术的实施方式中，所述射流撞击装置(3)可以为对喷式射流撞击装置，所述对喷式射流撞击装置可以包括偶数个射流喷嘴并且射流喷嘴的数量在2-16范围内，所述射流喷嘴呈中心对称分布。可选地，所述对喷式射流撞击装置的射流喷嘴的数量在2-8范围内。在本技术的实施方式中，所述射流喷嘴的出口与对称中心之间的距离可以为1-50mm。可选地，所述射流喷嘴的出口与对称中心之间的距离为2-20mm。在本技术的实施方式中，所述射流喷嘴的材质可以为金属或陶瓷。在本技术的实施方式中，所述射流喷嘴的孔径可以为0.01-10mm。可选地，所述射流喷嘴的孔径为0.5-2mm。在本技术的实施方式中，所述高压泵(2)可以选自离心泵、轴流泵、混流泵、柱塞泵、往复泵、射流泵、高压锤泵和高压轮泵中的一种。可选地，所述高压泵(2)选自离心泵、柱塞泵和往复泵中的一种。在本技术的实施方式中，所述高压泵(2)的出口压强为10-200MPa。可选地，所述高压泵(2)的出口压强为20-60MPa。在本技术的实施方式中，所述循环冷却装置(5)用于降低回流管路(4)中的溶液的温度，将溶液的温度降低至低于50℃。本技术的高速射流撞击装置可用于制备二维纳米材料，例如石墨烯纳米片、二硫化钼纳米片、氮化硼纳米片、二硫化钨纳米片、二硫化钛纳米片、二硫化锆纳米片、二硒化铌纳米片、二硒化锑纳米片、三碲化二铋纳米片等。本技术的高速射流撞击装置具有以下优点：(1)利用本技术的高速射流撞击装置能够破坏初始颗粒稳定的层状结构，伴随着剪切、紊流、空化等流体作用力，能够实现层状颗粒的快速剥离并获得超薄的二维纳米片层，产率能够达到100％。(2)在本技术的高速射流撞击装置中进行的物理剥离过程对二维纳米材料的结构损害小，不引入杂质、可以获得高质量的产品，解决了目前的氧化插层剥离方法破坏片层结构的问题。(3)利用本技术的高速射流撞击装置制备二维纳米片可以简化工艺、降低成本、缩短时间、提高生产效率，能够实现高质量二维纳米材料的工业化生产。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。图1为本技术的高速射流撞击装置的示意图。图2为单喷嘴的靶板式射流撞击装置的俯视图。图3为单喷嘴的靶板式射流撞击装置的左视图。图4为三喷嘴的靶板式射流撞击装置的俯视图。图5为两喷嘴两靶板的靶板式射流撞击装置的俯视图。图6为两喷嘴两靶板的靶板式射流撞击装置的左视图。图7为四喷嘴的对喷式射流撞击装置的俯视图。图8为四喷嘴的对喷式射流撞击装置的左视图。图9为八喷嘴的对喷式射流撞击装置的俯视图。图10为应用例1制备的石墨烯纳米片的扫描电镜图。图11为应用例1制备的石墨烯纳米片的透射电镜图。图12为应用例1制备的石墨烯纳米片的原子力图。图13为应用例2制备的氮化硼纳米片的扫描电镜图。图14为应用例2制备的氮化硼纳米片的透射电镜图。图15为应用例2制备的氮化硼纳米片的原子力图。图16为应用例3中制备的二硫化钼纳米片的扫描电镜图。图17为应用例3中制备的二硫化钼纳米片的透射电镜图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本技术的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。实施例1本实施例的高速射流撞击装置由储料罐1、高压泵2、射流撞击装置3、回流管路4和循环冷却装置5组成。其中，所述储料罐1的出口与所述高压泵2的入口连接，所述高压泵2的出口与所述射流撞击装置3的入口连接，所述射流撞击装置3的出口通过所述回流管路4与所述储料罐1的入口连接，所述循环冷却装置5安装在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速射流撞击装置，所述装置包括储料罐(1)、高压泵(2)、射流撞击装置(3)、回流管路(4)和循环冷却装置(5)，所述储料罐(1)的出口与所述高压泵(2)的入口连接，所述高压泵(2)的出口与所述射流撞击装置(3)的入口连接，所述射流撞击装置(3)的出口通过所述回流管路(4)与所述储料罐(1)的入口连接，所述循环冷却装置(5)安装在所述回流管路(4)上。

【技术特征摘要】
1.一种高速射流撞击装置，所述装置包括储料罐(1)、高压泵(2)、射流撞击装置(3)、回流管路(4)和循环冷却装置(5)，所述储料罐(1)的出口与所述高压泵(2)的入口连接，所述高压泵(2)的出口与所述射流撞击装置(3)的入口连接，所述射流撞击装置(3)的出口通过所述回流管路(4)与所述储料罐(1)的入口连接，所述循环冷却装置(5)安装在所述回流管路(4)上。2.根据权利要求1所述的高速射流撞击装置，其中，所述射流撞击装置(3)为靶板式射流撞击装置，所述靶板式射流撞击装置包括1-12个射流喷嘴和1-2个撞击靶板。3.根据权利要求2所述的高速射流撞击装置，其中，所述射流喷嘴与所述撞击靶板之间的夹角大于60度。4.根据权利要求2或3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，张一翔，
申请(专利权)人：华瑞墨石丹阳有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32