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美研发微通道雾化合成法批量生产高质量纳米材料
2020年03月02日 发布 分类:技术前沿 点击量:476
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纳米材料的规模生产是制约其应用的最大因素。最近,有研究人员开发了一种被称为droplet-to-particle”(雾化合成)的技术,有望用于批量生产一致性强的合金/氧化物纳米颗粒。该论文发表在《今日材料》(Materials Today)上,https://doi.org/10.1016/j.mattod.2019.11.004]

目前通常利用高温喷雾热解法连续批量生产纳米材料,但由于温度限制(通常只能达到1500K左右)导致了生产质量和生产类型的局限。研究人员选择将轻质木烧制成木炭微通道反应器,它在内部可以形成200微米的天然通道。

 

该工艺的第一阶段是将前驱体材料雾化成几微米的液滴,然后在氩气流中通过微型反应器通道推进。当向反应器施加电流时,通道内的液滴瞬间被加热到高温(2000 K),确保所有成分在纳米颗粒形成之前完全熔化和混合,保证更大的均匀性。同时,反应器通道的限制尺寸使纳米颗粒保持较小并防止团聚成较大的团簇。

“高温促使金属盐前驱体分解,形成具有均匀固溶相的纳米粒子,”研究小组使用该方法合成了通常需要更多苛刻条件才能制备的多元金属合金和氧化物颗粒,“只要前驱体能够雾化,通过碳化微反应器就可以合成相应的纳米材料”。

研究人员称,还可以选择其他类型的木材碳化,比如杨树可以形成更小的微通道,甚至利用3D打印制备预设不同微通道尺寸的反应器,从而用于生产不同类型和尺寸的纳米材料。

粉体圈 编译 YUXI


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