非受限空間內(nèi)對撞流微反應(yīng)器制備高性能納米顆粒的研究.pdf

1、與常規(guī)材料相比，納米顆粒具有很多特殊的性質(zhì)，如:量子尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等，使納米顆粒具有更廣闊應(yīng)用空間。直接沉淀法具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低和容易工業(yè)放大等特點(diǎn)，成為工業(yè)上大規(guī)模制備納米顆粒的主要方法。但是，該合成過程對反應(yīng)體系的混合性能有很高的要求?；旌闲阅艿母叩蜁苯佑绊懞铣傻募{米顆粒性能，決定反應(yīng)設(shè)備的應(yīng)用前景。目前，工業(yè)上，傳統(tǒng)的反應(yīng)設(shè)備混合性能差，合成的納米顆粒性能也差。而微結(jié)構(gòu)設(shè)備具有傳質(zhì)速率快，混合性能好等優(yōu)勢，因此微被應(yīng)用

2、于工業(yè)合成高性能的納米顆粒。然而，該過程主要發(fā)生在受限空間內(nèi)，高活性納米顆粒易積聚堵塞管路，導(dǎo)致工業(yè)后處理成本和不安全度增加，從而限制了該反應(yīng)設(shè)備在工業(yè)上的應(yīng)用。
　　基于這些現(xiàn)狀，本論文利用對撞和氣體微分散作用提高反應(yīng)體系的混合性能，同時，引入大量氣體進(jìn)一步強(qiáng)化混合過程，實(shí)現(xiàn)高性能納米顆粒的制備。另外，大量氣體引入和將反應(yīng)空間轉(zhuǎn)移到非受限空間內(nèi)，很好地解決了受限空間內(nèi)管路易堵塞的問題。系統(tǒng)地研究了反應(yīng)物濃度、氣體壓力和氣-液體積

3、流量比對納米顆粒性能的影響。通過調(diào)控實(shí)驗(yàn)條件，在單個反應(yīng)器產(chǎn)量為273.6g/h下，實(shí)現(xiàn)了平均粒徑為7nm且比表面積為88.89m2/g的高催化活性納米和高比表面積的納米氧化鋅顆粒和分散指數(shù)為0.85的高分散性納米二氧化硅顆粒的可控制備。利用平行競爭反應(yīng)法得到該對撞流微反應(yīng)器的分隔因子指數(shù)Xs的最小值為0.008，和膜分散微反應(yīng)器達(dá)到同一數(shù)量級，這表明了對撞流微反應(yīng)器具有很好的混合性能。本論文為工業(yè)合成高性能納米顆粒提供了一種高效可控的