制备纳米粉体的技术制造技术

本发明专利技术提供一种制备纳米粉体的技术，其特征在于采用如下步骤：将两种反应物通过加压后形成高速的流体，两种高速流体通过一定的角度进行瞬间混合，在混合过程中进行反应，生成固体料浆，将反应生成的固体料浆与反应物料分开，保持反应过程中反应物料的浓度一致，进而控制生成颗粒的粒径。将反应得到的固体物质进行干燥后得到纳米粉体、或将干燥后的粉体进行焙烧得到纳米粉体。该技术可适用于金属氧化物、金属氢氧化物、难溶性金属盐、非金属氧化物纳米粉体的制备。这些纳米粉体可广泛应用于化工、新材料等方面。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种制备纳米粉体的技术，尤其是涉及一种通过溶液制备纳米粉体的技术。
技术介绍
金属氧化物、金属氢氧化物、难溶性金属盐、非金属氧化物应用广泛，尤其在化工、材料、陶瓷领域和电子工业。纳米粉体是颗粒粒度在0.1μm以下的粒子的集合体，由于其粒径小，与常规颗粒相比，具有一系列的特异的物理化学性能，从而受到人们的重视，纳米粉体材料被认为是21世纪纳米技术的一个重要组成部分。通过在溶液中进行化学反应制备纳米粉体的方法有很多，如直接化学沉淀法一种物质加入另一种物质中，两者发生反应生成沉淀物；均匀沉淀法两种物料混合在一起，其中一种物料缓慢释放出沉淀剂而达到控制沉淀物的粒径；溶胶-凝胶法、反胶团法等等，但是上述几种方法都存在一定的缺陷，如直接沉淀法过程中反应液中物料混合不均匀导致产物的粒径很难控制，产物的粒径分布宽；或者是反应时间长生产效率低如均匀沉淀法；或者是反应的成本太高以及时间长如溶胶-凝胶法等等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种技术简单可行、制备的纳米粉体粒径均一、可广泛应用于通过溶液制备纳米粉体技术。其步骤为①将两种物料进行加压，通过不同类型的喷嘴使形成高速的流体；②将步骤①产生的两种流体以一定的角度接触，达到瞬间混合，并在混合过程中进行化学反应生成固体料浆；③将反应生成的固体料浆与反应物料分开，保持反应过程中反应物料的浓度一致；④将反应完后的物料进行洗涤干燥或再进行焙烧，即得纳米粉体。所述的制备纳米粉体的技术，两种物料包括酸、碱、金属盐溶液及其混合物、含固体颗粒的悬浮液、有机物溶液、二氧化碳气体、氨气、三氧化硫、空气、氮气、硫化氢及其混合物等气体。所述的制备纳米粉体的技术，两种物料通过加压形成高速的分散的雾滴。所述的制备纳米粉体的技术，反应物料通过喷嘴形成高速的流体，喷嘴出口尺寸在0.1mm～500mm。所述的制备纳米粉体的技术，两种高速的分散的流体通过一定的角度进行瞬间接触混合反应。所述的制备纳米粉体的技术，通过空气压缩机或者高压泵将欲反应的物料分别进行加压，压力为0.1Mpa～10Mpa。所述的制备纳米粉体的技术，两种高压流体通过喷嘴，形成高速的流体，其速度为1m/s～1000m/s。所述的制备纳米粉体的技术，两种高速流体以一定的角度进行接触瞬间混合反应，其角度为30°～180°。所述的制备纳米粉体的技术，两种混合的物料发生化学反应得到固体悬浮物。所述的制备纳米粉体的技术，将反应得到的固体悬浮物进行分离洗涤、干燥，或者经过焙烧，即得到纳米粉体。本技术根据纳米粉体制备的特点，通过控制两种反应物的瞬间接触，同时将反应物料和反应完的物料完全分开，使反应物料的浓度可以精确控制衡定，从而达到控制纳米粒径，使制备的粉体的粒径均一，可广泛应用于通过溶液制备纳米粉体。该反应过程是连续的过程，生产过程简单，生产效率高，同时因为反应方式的变化从而可以利用较便宜的沉淀剂生产附加值高的纳米粉体，实现了低成本高效益的生产。具体实施例方式实例1纳米氧化锌的制备以硫酸锌和氢氧化钠为原料制备纳米氧化锌，将硫酸锌与氢氧化钠配成一定浓度的溶液，将两种溶液分别通过空压机加压，压力达到0.5Mpa，通过两孔径为2mm的喷嘴形成高速的的流体，通过控制流体的流量，使氢氧化钠与硫酸锌的摩尔数之比为2∶1，两种流体以一定的角度进行混合接触，反应，将反应后的固体氢氧化锌洗涤干燥后在500度下焙烧得到粒径为20～30nm的氧化锌，氧化锌的粒径通过透射电镜观测。通过改变不同的工艺参数得到不同粒径的氧化锌浓度(M)速度角度(°)粒径硫酸锌氢氧化钠 (m/s) (μm)0.5 0.5 15 180 0.08～0.10.5 0.5 30 180 0.02～0.030.5 0.5 30 450.05～0.080.250.2530 450.04～0.060.250.2546 450.02～0.03实例2纳米二氧化硅的制备以水玻璃为原料，二氧化碳气体为沉淀剂制备沉淀二氧化硅。将模数为3.2～3.3的工业水玻璃稀释后过滤清除杂质，通过高压泵压缩通过一孔径为3mm喷嘴形成速度为300m/s的高速流体与其成180°的高压储罐来的二氧化碳气体进行混合接触反应，将反应物料循环与气体接触直至反应混合液中的pH值为6，停止反应，然后过滤，洗涤干燥得到一次粒径为30～40nm的二氧化硅。实例3纳米部分稳定氧化锆的制备将氯化钇与氧氯化锆按Y2O3∶ZrO2的摩尔比0.03∶1的比例配置成0.5M溶液，以4∶1的氨水为沉淀剂，氨与氧化锆的摩尔比6∶1，通过与实例2相同的操作后，将沉淀洗涤干燥，在700℃下焙烧得到一次粒径小于100nm、团聚粒径D50为2μm的部分稳定氧化锆粉体。实例4纳米氢氧化铝的制备以硫酸铝为原料，氨水为沉淀剂，配置成1M的溶液，以1∶4的氨水为沉淀剂，氨与硫酸铝的摩尔比为8∶1，经过与实例2、3的操作得到反应悬浮物，将反应悬浮物过滤洗涤，在120℃干燥得到粒径为20～30nm的氢氧化铝纳米粉体。实例5纳米碳酸钙的制备以氢氧化钙乳浊液、二氧化碳气体为原料。固含量8％的氢氧化钙乳浊液(其中加入0.5％的铝酸酯偶联剂)通过孔径为8mm的喷嘴与含从气柜中来的含30％二氧化碳的窑气进行对流撞击，反应液不断循环与二氧化碳气体反应，直至溶液中的pH值下降到7为止，停止反应，过滤干燥后得到粒径为20～30nm的针形碳碳酸钙。权利要求1.一种制备纳米粉体的技术，其特征在于采用如下步骤①将两种物料进行加压，通过不同类型的喷嘴使形成高速的流体；②将步骤①产生的两种流体以一定的角度接触，达到瞬间混合，并在混合过程中进行化学反应生成固体料浆；③将反应生成的固体料浆与反应物料分开，保持反应过程中反应物料的浓度一致；④将反应完后的物料进行洗涤干燥或再进行焙烧，即得纳米粉体。2.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种物料包括酸、碱、金属盐溶液及其混合物、含固体颗粒的悬浮液、有机物溶液、二氧化碳气体、氨气、三氧化硫、空气、氮气、硫化氢及其混合物等气体。3.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种物料通过加压形成高速的分散的雾滴。4.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于反应物料通过喷嘴形成高速的流体，喷嘴出口尺寸在0.1mm～500mm。5.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种高速的分散的流体通过一定的角度进行瞬间接触混合反应。6.根据权利要求1、3所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于通过空气压缩机或者高压泵将欲反应的物料分别进行加压，压力为0.1Mpa～10Mpa。7.根据权利要求1、3所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种高压流体通过喷嘴，形成高速的流体，其速度为1m/s～1000m/s。8.根据权利要求1、5所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种高速流体以一定的角度进行接触瞬间混合反应，其角度为30°～180°。9.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于两种混合的物料发生化学反应得到固体悬浮物。10.根据权利要求1所述的制备纳米粉体的技术，其特征在于将反应得到的固体悬浮物进行分离洗涤、干燥，或者经过焙烧，即得到纳米粉体。全文摘要本专利技术提供一种制备纳米粉体的技术,其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备纳米粉体的技术，其特征在于采用如下步骤：①将两种物料进行加压，通过不同类型的喷嘴使形成高速的流体；②将步骤①产生的两种流体以一定的角度接触，达到瞬间混合，并在混合过程中进行化学反应生成固体料浆；③将反应生成的固体料浆与反 应物料分开，保持反应过程中反应物料的浓度一致；④将反应完后的物料进行洗涤干燥或再进行焙烧，即得纳米粉体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：向柠，董凤波，马长友，
申请(专利权)人：淄博矿务局，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]