一种多尺寸纳米金属颗粒及其制备系统、制备方法和应用技术方案

本发明专利技术涉及纳米金属颗粒生产技术领域，尤其涉及一种多尺寸纳米金属颗粒及其制备系统、制备方法和应用。一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，包括气流控制装置、纳米材料制备装置和收集装置；所述纳米材料制备装置包括烧蚀反应容器、电源和两个电极，所述烧蚀反应容器的内壁相对地设置有两个所述电极，两个所述电极分别与所述电源的两极电连接；所述气流控制装置包括惰性气源、进气管路、进气阀门、回收管路、回收阀门和出气管路。所述多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，能够批量制备不同尺寸的纳米金属颗粒，有效降低了生产成本，提高生产效率，解决了目前需要单独制备不同尺寸的纳米金属颗粒再将其混合，导致出现生产成本高、生产效率低下的问题。率低下的问题。率低下的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多尺寸纳米金属颗粒及其制备系统、制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米金属颗粒生产
，尤其涉及一种多尺寸纳米金属颗粒及其制备系统、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着材料科学的发展，纳米金属的物理化学性能得到了充分的研究。由于纳米金属具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等特性，使得纳米金属在催化剂、微电子和医学等领域得到了广泛的应用。但是，不同尺寸的纳米金属颗粒具有不同的性质，不能相互代替，在实际使用时，需要储备多种尺寸的纳米金属颗粒，现有制备纳米金属颗粒时，难以对制得的纳米金属颗粒的尺寸进行控制，且通常只能一次批量制得尺寸单一的纳米金属颗粒，当需要使用多种尺寸的纳米金属颗粒，需要多次制备不同尺寸的纳米金属颗粒，再将不同尺寸的纳米金属颗粒混合使用，大大提高了生产成本。

技术实现思路

[0003]针对
技术介绍
提出的问题，本专利技术的目的在于提出一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，能够批量制备不同尺寸的纳米金属颗粒，有效降低了生产成本，提高生产效率，解决了目前需要单独制备不同尺寸的纳米金属颗粒再将其混合，导致出现生产成本高、生产效率低下的问题。
[0004]本专利技术的另一目的在于提出一种多尺寸纳米金属颗粒的制备方法，制备方法简单，可以形成多种尺寸的混合颗粒，且方便对颗粒的尺寸进行控制，有效降低生产成本。
[0005]本专利技术的另一目的在于提出一种多尺寸纳米金属颗粒，使用多尺寸纳米金属颗粒的制备系统制备而成的多尺寸纳米金属颗粒，可以产生两种尺寸以上的纳米颗粒的混合物，有效提高最终烧结产物的致密度。
[0006]本专利技术的另一目的在于提出一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统在制备多尺寸纳米金属颗粒中的应用，使用多尺寸纳米金属颗粒的制备系统制得的多尺寸纳米金属颗粒，经过烧结制备得到的材料的致密度高，使用效果好。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，包括气流控制装置、纳米材料制备装置和收集装置；
[0009]所述纳米材料制备装置包括烧蚀反应容器、电源和两个电极，所述烧蚀反应容器的内壁相对地设置有两个所述电极，两个所述电极分别与所述电源的两极电连接；
[0010]所述气流控制装置包括惰性气源、进气管路、进气阀门、回收管路、回收阀门和出气管路，所述进气阀门设置于所述进气管路，所述回收阀门设置于所述回收管路，所述进气管路的一端与所述惰性气源相连通，所述进气管路的另一端与所述烧蚀反应容器的进气端相连通；
[0011]所述出气管路的一端与所述烧蚀反应容器的出气端相连通，所述出气管路的另一
端与所述收集装置相连通，所述收集装置用于收集制得的多尺寸纳米金属颗粒；
[0012]所述回收管路的一端与所述出气管路相连通；所述回收管路的另一端与所述进气管路相连通，且连接于所述进气阀门与所述烧蚀反应容器之间。
[0013]更进一步说明，所述纳米材料制备装置还包括两个电极固定座，两个所述电极固定座上下相对地设置于所述烧蚀反应容器的内壁，两个所述电极分别安装于对应的所述电极固定座，所述进气管路和所述出气管路左右相对地设置于所述烧蚀反应容器的左右壁，所述进气管路与所述出气管路设置于同一水平线上，且所述进气管路与所述出气管路所在的轴线穿过两个所述电极之间的间隙。
[0014]更进一步说明，所述气流控制装置还包括阀门控制器，所述进气阀门和所述回收阀门分别与所述阀门控制器电连接。
[0015]更进一步说明，所述收集装置包括收集箱和用于收集纳米金属颗粒的承接基底，所述承接基底设置于所述收集箱内部，所述出气管路从上至下伸入所述收集箱后延伸至所述承接基底的上方。
[0016]更进一步说明，所述承接基底为半导体基板、有机薄膜类柔性基板、无机薄膜类柔性基板或多孔基底中的至少一种。
[0017]一种多尺寸纳米金属颗粒的制备方法，用于执行所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，包括以下步骤：
[0018]步骤S1、将进气阀门常开，关闭回收阀门，进气管路中通入惰性气体，使两个电极产生火花放电，在烧蚀反应容器中制得纳米金属颗粒，制得的纳米金属颗粒在惰性气体的气流推动下进入出气管路中，并收集于收集装置中；
[0019]步骤S2、打开回收阀门，使部分纳米金属颗粒随惰性气体的气流进入回收管路的次数为一次以上，两个电极产生火花放电，在烧蚀反应容器中制得多尺寸纳米金属颗粒，多尺寸纳米金属颗粒指两种以上尺寸的纳米金属颗粒，制得的多尺寸纳米金属颗粒在惰性气体的气流推动下进入出气管路中，并收集于收集装置中。
[0020]更进一步说明，烧蚀反应容器中的气体流速Q与制得的纳米金属颗粒的尺寸满足以下关系式：
[0021][0022]其中m为电火花烧蚀纳米金属颗粒的生产速率，K为颗粒凝聚系数，V为烧蚀反应容器与出气管路的体积之和，ρ为纳米金属颗粒的密度。
[0023]更进一步说明，所述步骤S2中，打开所述回收阀门可以使进入所述回收管路的最大颗粒粒径达到原颗粒粒径的2
0.5n
倍，其中n指纳米金属颗粒进入回收管路的次数。
[0024]一种多尺寸纳米金属颗粒，由所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统制备而成。
[0025]一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统在制备多尺寸纳米金属颗粒中的应用，所述多尺寸纳米金属颗粒的制备系统为所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的实施例具有以下有益效果：
[0027]本专利技术提出一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，能够批量制备不同尺寸的纳米
金属颗粒，有效降低了生产成本，提高生产效率，解决了目前需要单独制备不同尺寸的纳米金属颗粒再将其混合，导致出现生产成本高、生产效率低下的问题；
[0028]本专利技术提出采用多尺寸纳米金属颗粒的制备系统的多尺寸纳米金属颗粒的制备方法，制备方法简单，可以形成多种尺寸的混合颗粒，且方便对颗粒的尺寸进行控制，有效降低生产成本；
[0029]本专利技术提出使用多尺寸纳米金属颗粒的制备系统制备而成的多尺寸纳米金属颗粒，可以产生两种尺寸以上的纳米颗粒的混合物，有效提高最终烧结产物的致密度；
[0030]本专利技术提出一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统在制备多尺寸纳米金属颗粒中的应用，使用多尺寸纳米金属颗粒的制备系统制得的多尺寸纳米金属颗粒，经过烧结制备得到的材料的致密度高，使用效果好。
附图说明
[0031]图1是本专利技术一个实施例的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统的结构示意图；
[0032]图2是本专利技术一个实施例的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统的结构示意图；
[0033]其中：气流控制装置1、惰性气源11、进气管路12、进气阀门13、回收管路14、回收阀门15、出气管路16、阀门控制器17、纳米材料制备装置2、烧蚀反应容器21、电源22、电极23、电极固定座24、收集装置3、收集箱31、承接基底32。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，其特征在于，包括气流控制装置、纳米材料制备装置和收集装置；所述纳米材料制备装置包括烧蚀反应容器、电源和两个电极，所述烧蚀反应容器的内壁相对地设置有两个所述电极，两个所述电极分别与所述电源的两极电连接；所述气流控制装置包括惰性气源、进气管路、进气阀门、回收管路、回收阀门和出气管路，所述进气阀门设置于所述进气管路，所述回收阀门设置于所述回收管路，所述进气管路的一端与所述惰性气源相连通，所述进气管路的另一端与所述烧蚀反应容器的进气端相连通；所述出气管路的一端与所述烧蚀反应容器的出气端相连通，所述出气管路的另一端与所述收集装置相连通，所述收集装置用于收集制得的多尺寸纳米金属颗粒；所述回收管路的一端与所述出气管路相连通；所述回收管路的另一端与所述进气管路相连通，且连接于所述进气阀门与所述烧蚀反应容器之间。2.根据权利要求1所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，其特征在于，所述纳米材料制备装置还包括两个电极固定座，两个所述电极固定座上下相对地设置于所述烧蚀反应容器的内壁，两个所述电极分别安装于对应的所述电极固定座，所述进气管路和所述出气管路左右相对地设置于所述烧蚀反应容器的左右壁，所述进气管路与所述出气管路设置于同一水平线上，且所述进气管路与所述出气管路所在的轴线穿过两个所述电极之间的间隙。3.根据权利要求1所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，其特征在于，所述气流控制装置还包括阀门控制器，所述进气阀门和所述回收阀门分别与所述阀门控制器电连接。4.根据权利要求1所述的多尺寸纳米金属颗粒的制备系统，其特征在于，所述收集装置包括收集箱和用于收集纳米金属颗粒的承接基底，所述承接基底设置于所述收集箱内部，所述出气管路从上至下伸入所述收集箱后延伸至所述承接基底的上方。5.根据权利要求4所述的多尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冠南，何钧宇，张海德，崔成强，张昱，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：