用于金属纳米粒子的生产的多进料器反应器。反应器用于在流通模式中由挥发性部分生产金属纳米粒子。反应器在容器的一端上包括至少第一进料器和第二进料器。第一进料器将以离析物流体形式的部分供给到反应器中。该流体是金属部分和承载流体的混合物，以汽化状态进入反应器，其中承载流体用作载体气体。第二进料器用作散热器，用于加热在反应器中的离析物流体。通过第二进料器提供加热流体，实现对反应器内的一些环境条件例如环境温度的控制，并且在这种受控条件下金属部分的解离导致选定纳米粒子形态的定量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于称为纳米粒子的金属小粒子的生产设备以及生产方法。通常，纳米粒子是在至少两个空间维度上具有在小于一千纳米、更优选地小于一百纳米的等级上的尺寸的粒子。根据本专利技术的设备特别地是多功能的，并且它能够用于生产各种纳米粒子形态。因此，该设备是用于生产工业要求的纳米粒子数量和品质的成本有效手段。存在许多不同的技术用于生产纳米级的金属粒子。其中，公知的是使用流通式反应器(flow-through reactor)。必须向生产工艺提供用于纳米级粒子的生产的能量。
技术介绍
在US 5766306A(专利技术人011i 等人；转让人The Boeing Company ；提交日期 1996年6月4日)中描述的用于生产纳米级的非晶磁性金属的流反应过程使用声化学、以破灭泡沫的能量和环境条件来用于羰基铁的分解以及纳米粒子的生产。纯羰基铁被喷射到反应器中，并且在声波处理之后添加表面活性剂以保持粒子在磁性分离工艺中分开。使用微波能量以熔化粒子并且从集合体形成较大的粒子。在由S. H. Huh 等人的文章(Rev. Sci. Inst. 70,Nr. 11,4366 to 4369(1999))中，使用电加热丝来分解羰基金属并且从具有一个气体进料器的为实验建立的封闭反应器中收集纳米尺寸的金属粒子(S. H. Huh等人的图1)。文章还描述了由铁和钼形成纳米尺寸的合金粒子。从US 6716525B1 (专利技术人Yadav等人；提交日期2003年6月18日)的图6的描述中可知，通过选择进料位置，能够改变原位形成的金属细粉末的停留时间。由US 2 900 245 A(转让人General Aniline & Film Corp.；提交日期1957年 1月M日)教导了不同的方法。如在所述专利技术的图中所示，在带有惰性气体的闭环过程中， 通过控制温度、压力和气体速度的条件可以控制羰基金属的热分解。在所述闭环过程中，从各自的羰基金属开始能够生产尺寸在1微米或更大的金属粒子。关于羰基分解过程如何被容器控制的其它信息能够在US 1836732A(转让人I. G. Farbenindustrie A. G.；提交日期1930年3月4日)中找到，所述容器的自由内部空间被用作分解区域。US 5 064 464 (专利技术人Y. Sawada 等人；转让人 Mitsubishi Chemical Company Ltd.；提交日期1989年11月9日)要求保护利用如下工艺在反应器中生产超细金属粒子， 在该工艺中，来自管道的高温稀释气体与来自管道的喷嘴出口的带有过渡金属羰基的混合气体接触。用于分解的300°C至800°C的热量由高温稀释气体即时地提供。该管道和喷嘴出口的堵塞被来自围绕喷嘴以同心配置的另一个管道的低温稀释气体防止。所有气体在喷嘴的位置处混合。在反应管中用于气相热解的反应时间小于5秒钟。磁场施加到喷嘴出口和反应系统。纳米粒子被从收集室中回收。在RU 2 161 549 Cl (专利技术人A. G. Rjabko 等人；转让人0A0 INST GIPR0NIKEL, 0A0 KOL SKAJA GORNO-METALLURGICHESKAJA K0MPANIJA ；提交日期:2000 年 7 月 4 日)中公开的工艺优选地被用于具有在0.5μπι至5μπι范围内的受控尺寸的Ni纳米粒子的生产，其中主要依靠温度获得控制。该方法使用由稀释气体稀释的羰基M的热分解，所述稀释气体具有10到80体积百分比的一氧化碳和额外的0. 01至0. 1体积百分比的氧气。羰基Ni 和稀释气体由两个单独的进料器供给到反应器中。羰基Ni的流量大于83升/分钟，同时被预加热到20°C到200°C之间的温度的一氧化碳的流量大于333升/分钟。通过分解器内壁加热到470°C的温度，分解器的内部温度在240°C和280°C之间。在US 3955962 (专利技术人W. Dawihl 等人；转让人Klockner_WerkeAG;提交日期1975年4月14日)中使用的设备用于金属纤维的生产，通过在通量线的影响下金属原子在与支承面垂直并且与羰基金属流向相反的方向上结块，该设备显示多个三个或四个管道以及与设备的室连接的蒸发装置，使得不同的蒸汽的混合物能够被一起分解。使用微波等离子体装置和化学合成技术导致超细粉末的另一种方法在US 6 409 851 Bl (专利技术人S. M. Krupashankara 等人；转让人Materials Modification Inc.；提交日期1999年3月5日)中描述。在在等离子管中的不同的成分的等离子气体中进行化学反应之后，通过在反应器柱中反应产物的快淬形成超细粉末。为了在等离子管中的化学相互作用，等离子管能够具有径向或轴向的喷射器端口以及用于原料计量装置的进料端口。 然后，由起始粉末或蒸汽形成的粉末立即地在反应器柱中淬火，导致超细粉末。反应物和产物能够在反应器柱中融化蒸发并且重新冷凝从而形成特别的尺寸。羰基金属也能够借助于液体汽化器被供给到反应器柱内，所述液体汽化器利用水管被加热，从而淬火超细粉末。甚至能够采用高功率的(X)2激光器用于羰基镍的热解以用于气溶胶粒子的生产， 这在US 2006/225 534 Al (专利技术人Μ. T. Swihart 等人；转让人The Research Foundation of State University of New York ；提交日期2005年10月12日)中描述。由于羰基镍的红外(IR)吸收差，六氟化硫作为光敏剂被添加到的气体的前体流(precursor steam) 中。激光束和气体入口喷嘴之间的距离能够被调节。氦气流作为鞘气(sheath gas)通过管道系统进入反应器，将反应区域限制到靠近反应器的轴线的小区域。WO 2007/136 389 A2 (申请人Directa Plus Patent & Technology Limited ；优先权日2005年8月10日)建议采用流动式反应容器，其可在一定温度范围、压力范围内且利用控制量的添加能量来操作。因此，基本上通过反应器中的环境条件来控制生产纳米级金属粒子的工艺。在另外的实施例中，反应物能够被承载在例如流体流、特别地惰性气体流的流上，其可以穿过喷射器进入反应容器。然而WO 2007/136 389 A2提出了通过供给至少一种羰基金属来运行反应器，公开号WO 2007/021 768 A2 (申请人Directa Plus Patent &Technology Limited;优先权日2005年8月10日)的类似的专利申请涉及连续地供给至少一种选自复合物和化合物组的可分解的部分。关于如何生产纳米级粒子的额外的其它细节可以从WO 2007/021 769 A2 (申请人Directa Plus Patent & Technology Limited;优先权日2005 年 8 月 10 日)、 WO 2007/021 770 A2 ( ^itA :Directa Plus Patent & Technology Limited ；^TfetXH 2005 年 8 月 10 日)、WO 2007/本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·默丘里奥，迈克尔·卡斯珀，艾米勒·贝克特，彼得·阿克斯曼，
申请(专利权)人：戴雷克塔普拉斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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