Струйный реактор для проведения поверхностной обработки наночастиц


 


Владельцы патента RU 2424049:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к химической промышленности. Струйный реактор для проведения процесса поверхностной обработки наночастиц содержит корпус с приемной камерой, которая снабжена периферийным патрубком подвода наночастиц и в которой установлено сверхзвуковое сопло с патрубком подачи рабочего газа, камеру смешения и диффузор. Диффузор непосредственно соединен с конусообразной или цилиндрической сепарационной камерой. Сепарацию наночастиц от несущего газа производят в сепарационной камере, содержащей фильтр Петрянова, который расположен под острым углом к потоку несущего газа. Изобретение позволяет получить наночастицы с модифицированными свойствами поверхности. 1 ил.

 

Область техники

Реактор относится к химической промышленности и может быть использован для проведения процессов поверхностной обработки наночастиц (модификации поверхности наночастиц путем химических реакций или адсорбции на поверхности наночастиц органических или неорганических веществ).

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известен реактор для проведения поверхностной обработки наночастиц, содержащий: камеру, с расположенным в ней поддоном с наночастицами, распылители веществ, которые наносятся на поверхность наночастиц и механизма, создающего вибрацию поддона с наночастицами для обеспечения однородной поверхностной обработки наночастиц (RU 2344902, B22F 1/02, C23C 14/34). Недостаток этого устройства - низкая производительность при относительно больших габаритах.

Наиболее близким к предлагаемому реактору является струйный реактор, содержащий корпус с приемной камерой, снабженной периферийным патрубком подвода частиц, в которой соосно установлено сверхзвуковое сопло с патрубком подачи рабочего газа, камеру смешения и диффузор (RU 2223916, C01G 23/08). Такой реактор успешно применяется для обесхлоривания (удаления хлора с поверхности) и поверхностной обработки частиц с размерами более 100 нм (500…200 нм). Недостаток такого реактора - необходимость дополнения оборудованием, осуществляющим сепарацию частиц. Причем такое оборудование (например, циклоны) не эффективно для сепарации наночастиц.

Раскрытие изобретения

Задача предлагаемого изобретения направлена на дополнение процесса поверхностной обработки сепарацией наночастиц в струйном химическом реакторе.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в реакторе для проведения процесса поверхностной обработки наночастиц, содержащем корпус с приемной камерой, снабженной периферийным патрубком подвода наночастиц, в которой соосно установлено сверхзвуковое сопло с патрубком подачи рабочего газа, камеру смешения и диффузор, причем диффузор непосредственно соединен с конусообразной или цилиндрической сепарационной камерой, при этом сепарацию наночастиц от несущего газа производят в сепарационной камере, содержащей фильтр Петрянова, причем фильтр Петрянова расположен под острым углом к потоку несущего газа.

Такая конструкция реактора обеспечивает периодическое встряхивание фильтра Петрянова ударными волнами, образующимися при истечении газа из сверхзвукового сопла. Периодическое встряхивание необходимо для очистки поверхности фильтра Петрянова. Непосредственное соединение сепарационной камеры с диффузором реактора обеспечивает необходимую интенсивность ударных волн.

Расположение фильтра Петрянова под острым углом к оси реактора обеспечивает большую поверхность фильтра и способствует интенсивному встряхиванию гофрированной поверхности фильтра Петрянова сверхзвуковой струей. Выгружают наночастицы через люк, расположенный в нижней стенке сепарационной камеры.

Работает струйный реактор для поверхностной обработки наночастиц следующим образом. Наночастицы поступают в приемную камеру 1 через периферийный патрубок 2. Газ вместе с поверхностно-активными органическими или неорганическими веществами подают в приемную камеру через сверхзвуковое сопло 3. В камере смешения 4, куда поступают и наночастицы и сверхзвуковая струя газа с поверхностно-активными веществами, происходит интенсивный массообмен, сопровождающийся химическими реакциями на поверхности наночастиц. Массообмен и химические реакции на поверхности наночастиц интенсифицируются ударными волнами, возникающими при истечении из сопла сверхзвуковой струи газа. В диффузоре 5, куда из камеры смешения попадают наночастицы вместе с газом, продолжаются процессы массообмена и химические реакции на поверхности наночастиц. В сепарационной камере 6, непосредственно соединенной с диффузором, производится сепарация газа от наночастиц на фильтре Петрянова 7. Ударные волны встряхивают фильтр Петрянова, обеспечивая эффективную работу фильтра. Задержанные фильтром наночастицы остаются в сепарационной камере. Подачу газа и наночастиц периодически прекращают и отсепарированные наночастицы выгружают через люк 8, расположенный в нижней части сепарационной камеры.

Поскольку работа предлагаемого струйного реактора требует периодической остановки подачи наночастиц и размеры струйного реактора не могут быть велики, предлагаемый струйный реактор применим лишь для мелкотоннажного производства, производительностью до 10 кг/час наночастиц.

Струйный реактор для проведения процесса поверхностной обработки наночастиц, содержащий корпус с приемной камерой, снабженный периферийным патрубком подвода наночастиц, в которой соосно установлено сверхзвуковое сопло с патрубком подачи рабочего газа, камеру смешения и диффузор, отличающийся тем, что диффузор непосредственно соединен с конусообразной или цилиндрической сепарационной камерой, при этом сепарацию наночастиц от несущего газа производят в сепарационной камере, содержащей фильтр Петрянова, причем фильтр Петрянова расположен под острым углом к потоку несущего газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нанотехнологии, а именно к способу получения анизотропных наноструктур и композитных материалов с упорядоченным расположением одномерных активных элементов.

Изобретение относится к нанотехнологическому оборудованию, а именно, к устройствам, обеспечивающим наблюдение, изменение и модификацию поверхности объектов в туннельном и атомно-силовом режимах.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металломатричных композиционных материалов. .

Изобретение относится к области нанотехнологий, связанных со способами обработки наноразмерных материалов. .

Изобретение относится к области электроники, оптоэлектроники, материаловедения. .

Изобретение относится к лекарственному средству для лечения инфекционного заболевания, лечения рака, заживления ран и/или детоксификации субъекта, которое содержит наночастицы гетерокристаллического минерала, выбранного из группы гетерокристаллических минералов SiO2, кварцита, сфена, лейкоксена и рутилированного кварца.

Изобретение относится к области защиты банкнот, ценных бумаг и документов с нанесенными метками подлинности, содержащими нанокристаллы алмазов с активными центрами азот-вакансия (NV-центрами), и может быть использовано для проверки подлинности указанных объектов, в том числе, в системах их массового автоматизированного контроля.

Изобретение относится к способу покрытия материалом в расплавленном состоянии. .

Изобретение относится к области химии, а именно к способу получения микро- и/или нанометрического гидроксида магния, в том числе с модифицированной поверхностью. .
Изобретение относится к способу приготовления наноэмульсий вода в масле или масло в воде, в котором дисперсная фаза распределена в дисперсионной фазе в виде капель, имеющих диаметр от 1 до 500 нм, включающему: 1) приготовление гомогенной смеси (1) вода/масло, характеризующейся поверхностным натяжением менее 1 мН/м, включающей воду в количестве от 30 до 70 масс.%, по меньшей мере два поверхностно-активных вещества с различным ГЛБ, выбираемыми из неионных, анионных, полимерных поверхностно-активных веществ, причем указанные поверхностно-активные вещества присутствуют в таком количестве, чтобы сделать смесь гомогенной; 2) разбавление смеси (1) в дисперсионной фазе, состоящей из масла или воды с добавлением поверхностно-активного вещества, выбираемого из неионных, анионных, полимерных поверхностно-активных веществ, причем количество дисперсионной фазы и поверхностно-активного вещества является таким, чтобы получить наноэмульсию с ГЛБ, отличающимся от ГЛБ смеси (1).

Изобретение относится к вариантам способа получения бисфенола А, один из которых включает стадию удаления свободной кислоты с использованием смолы, выбранной из сильнокислотной ионообменной смолы, сильноосновной ионообменной смолы, слабоосновной ионообменной смолы и их смеси, на следующей стадии (D), для того чтобы удалить свободную кислоту, содержащуюся в маточной жидкости или изомеризованной жидкости, причем способ получения бисфенола А включает: стадию реакции конденсации (А), на которой избыточное количество фенола реагирует с ацетоном в присутствии кислотного катализатора; стадию концентрирования (В), на которой концентрируют реакционную смесь, полученную на стадии (А); стадию кристаллизации и разделения твердой и жидкой фаз (С), на которой кристаллизуют аддукт бисфенола А и фенола, охлаждая сконцентрированную реакционную смесь, полученную на стадии (В), и отделяют этот аддукт от маточной жидкости; стадию изомеризации (D), на которой изомеризуют всю маточную жидкость, полученную на стадии (С), с помощью катализатора изомеризации и возвращают полученную в результате изомеризованную жидкость на стадию (А) и/или стадию (В); стадию разложения аддукта (F), на которой получают расплав бисфенола А, удаляя фенол из аддукта бисфенола А и фенола, полученного на стадии (С); и стадию гранулирования (G), на которой получают гранулированный продукт, гранулируя расплав бисфенола А, полученный на стадии (F).

Изобретение относится к устройству для ремонта футеровки химических колонных аппаратов. .

Изобретение относится к аппаратам для проведения тепло- и массообменных процессов, в частности для проведения газожидкостных реакций в каналах катализатора. .

Изобретение относится к области гетерогенного каталитического синтеза химических соединений в реакторах. .

Изобретение относится к области гетерогенного каталитического синтеза химических соединений в реакторах. .

Изобретение относится к способу получения средних дистиллятов из парафинового сырья, полученного синтезом Фишера-Тропша, включающий до стадии гидрокрекинга/гидроизомеризации стадию гидроочистки и очистки и/или удаления загрязнений прохождением через по меньшей мере один многофункциональный защитный слой, причем защитный слой содержит по меньшей мере один катализатор, пропитанный активной гидрирующей-дегидрирующей фазой и имеющий следующие характеристики: определенный по ртути объем макропор со средним диаметром 50 нм составляет более 0,1 см3/г, полный объем превышает 0,60 см3/г.

Изобретение относится к сопловой распределительной тарелке для равномерного ввода технологического газа в реактор. .
Наверх