合成汽油論文-資料下載頁
2025-10-26 02:37本頁面
【正文】 0級20班材料工程2010012014夏春亮此方法是采用RF(射頻)等離子與DC直流等離子組合的混合方式來獲得超微粒子。該制備方法有以下幾個特點：1)產(chǎn)生RF等離子時沒有采用電極，不會有電極物質(zhì)(熔化或蒸發(fā))混入等離子體而導(dǎo)致等離子體中含有雜質(zhì)，故超微粒的純度較高；2)等離子體所處的空間大，氣體流速比DC直流等離子體慢，致使反應(yīng)物質(zhì)在等離子空間停留時間長，物質(zhì)可以充分加熱和反應(yīng)；3)可使用非惰性氣體制備化合物超微粒子，使產(chǎn)品多樣化?；旌系入x子蒸發(fā)法制取超微粒子有3種方法： 1)等離子蒸發(fā)法使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，生成超微粒子； 2)反應(yīng)性等離子氣體蒸發(fā)法使大顆粒金屬和氣體流入等離子室，同時通入反應(yīng)氣體，生成化合物超微粒子；3)等離子VCD法使化合物隨載氣流入等離子室，同時通入反應(yīng)氣體，生成化合物超微粒子。例如，將原料Si3N4以4g/min的速度流入等離子室，通入H2進行熱分解，再通入反應(yīng)性氣體NH3，經(jīng)反應(yīng)生成Si 3N4超微粒子。(LVCD)LVCD法具有清潔表面，離子大小可精確控制、無粘結(jié)、粒度分布均勻等優(yōu)點，并容易制備出幾納米至幾十納米的非晶及晶態(tài)納米微粒。碩研10級20班材料工程2010012014夏春亮目前LVCD法已制備出多種單質(zhì)、化合物和復(fù)合材料超細粉末，并且已進入規(guī)模生產(chǎn)階段，美國的MIT于1986年已建成年產(chǎn)幾十噸的裝置。激光制備超細微粒的工作原理是利用反應(yīng)氣體分子對特定波長激光束的吸收，引起反應(yīng)氣體分子激光光解、激光熱解、激光光敏化和激光誘導(dǎo)化學(xué)合成反應(yīng)，在一定工藝條件下，獲得超細粒子空間成核和長大。例如，用連續(xù)輸出CO2激光()輻照硅烷氣體分子(SiH4)時，硅烷分子很容易發(fā)生熱解反應(yīng)：SiH4→Si(g)+ 2H2↑，熱解生成的氣相Si(g)在一定工藝條件下開始成核長大，形成納米微粒。激光制備納米粒子的裝置一般有2種類型：正交裝置和平行裝置。其中正交裝置使用方便，易于控制，工程實用價值大，激光束與反應(yīng)氣體流向正交。激光束照在反應(yīng)氣體上形成反應(yīng)焰，經(jīng)反應(yīng)在火焰中形成微粒，由氬氣攜帶進入上方微粒捕捉裝置。(CVC)這種方法主要是利用高純惰性氣體作為載氣，攜帶有機高分子原料，通過有機高分子熱解獲得納米陶瓷粉體。例如，六甲基二硅烷進入鉬絲爐(溫度為1100～1400℃，壓力為100～ 1000Pa)熱解形成團簇，并進一步凝聚成納米級微粒，最后附著在充滿液氮的轉(zhuǎn)動的襯底上，經(jīng)刮刀下進行納米粉收集。此法具有產(chǎn)量大、顆粒尺寸細小、分布窄等優(yōu)點。基本原理是：先將金屬絲固定在一個充滿惰性氣體(5MPa)的反應(yīng)室中，絲的兩端卡頭為2個電極，它們與一個大電容相聯(lián)結(jié)形成回路，碩研10級20班材料工程2010012014夏春亮加15kV的高壓，金屬絲在500～800kA下進行加熱，熔斷后在電流停止的一瞬間，卡頭上的高壓在熔斷處放電，使熔斷的金屬在放電的過程中進一步加熱變成蒸氣，在惰性氣體碰撞下形成納米粒子沉降在容器的底部，金屬絲可以通過一個供絲系統(tǒng)自動進入兩卡頭之間，從而使上述過程重復(fù)進行。這種方法適用于制備納米金屬和合金粉體。近年來，由于納米材料規(guī)?；a(chǎn)以及防止納米粉團聚的要求越來越迫切，相繼出現(xiàn)了一些新的制備技術(shù)。例如，氣相燃燒合成技術(shù)就是其中的一種，其基本原理是：將金屬氯化物(MCl)鹽溶液噴入Na蒸氣室燃燒，在火焰中生成NaCl包敷的納米金屬微粒，由于NaCl的包敷使得金屬納離子不團聚。另一種技術(shù)是超聲等離子體沉積法，其基本原理是：將氣體反應(yīng)劑噴入高溫等離子體，該等離子體通過噴嘴后膨脹，生成納米粒子，這種方法適合于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)納米粉。二、液相法制備納米微粒包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當(dāng)加入沉淀劑(如OH，CrO2，CO32等)后，或于一定溫度下使溶液發(fā)生水解，形成的不溶性氫氧化物和鹽類從溶液中析出，將溶液中原有的陰離子洗去，經(jīng)分解即得所需的氧化物粉料。噴霧法是將溶液通過各種物理手段進行霧化獲得超微粒子的化學(xué)和物理相結(jié)合的一種方法。其基本過程包括溶液的制備、噴霧、干碩研10級20班材料工程2010012014夏春亮燥、收集和熱處理，其特點是顆粒分布比較均勻，但顆粒尺寸為亞微米級到微米級，尺寸范圍取決于制備的工藝和噴霧方法。根據(jù)霧化和凝聚過程，噴霧法可分為3種：1)噴霧干燥法 將金屬鹽溶液或氫氧化物溶膠送入霧化器，由噴嘴高速噴入干燥室獲得金屬鹽或氧化物的微粒，收集，燒成所需成分的超微粒子；2)霧化水解法 將一種鹽的超微粒子，由惰性氣體載入含有金屬醇鹽的蒸氣室，金屬醇鹽的蒸氣附著在超微粒的表面，與水蒸氣反應(yīng)分解后形成氫氧化物微粒，經(jīng)焙燒可獲得氧化物超細微粒。這種方法獲得的微粒純度高，分布窄，尺寸可控，具體尺寸大小主要取決于鹽的微粒大??；3)霧化焙燒法 將金屬鹽溶液由壓縮空氣經(jīng)窄小的噴嘴噴出霧化成小液滴，霧化溫度較高，使金屬鹽小液滴熱解形成超微粒子。此法的基本原理是將金屬醇鹽或無機鹽水解，溶質(zhì)聚合凝膠后，再將凝膠干燥，煅燒，最后得到無機材料。本法包括以下幾個過程：1)溶膠的制備 有兩種制備方法： 一是先將部分或全部組分用適當(dāng)沉淀劑先沉淀出來，經(jīng)凝聚，使原來團聚的沉淀顆粒分散成原始顆粒。這種原始顆粒的大小一般在溶膠體系中膠核的大小范圍內(nèi)，因而可值得溶膠；二是由同樣的鹽溶液，通過對沉淀過程的仔細控制，使首先形成的顆粒不致團聚為大顆粒沉淀，從而直接得到溶膠。2)溶膠凝膠轉(zhuǎn)化 溶膠中含有大量的水，凝膠過程中，使體系失碩研10級20班材料工程2010012014夏春亮去流動性，形成一種開放的骨架結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)凝膠作用的途徑一是化學(xué)法，即通過控制溶膠中的電解質(zhì)濃度來實現(xiàn)凝膠化；二是物理法，即迫使膠粒間相互靠近，克服斥力，實現(xiàn)凝膠化。3)凝膠干燥 在一定條件下，使溶劑蒸發(fā)，得到粉料，干燥過程中凝膠結(jié)構(gòu)變化很大。該方法化學(xué)均勻性好，純度高，顆粒細，可容納不溶性組分或不沉淀組分，烘干后容易形成硬團聚現(xiàn)象，在氧化物中多數(shù)是橋氧鍵的形成，球形凝膠顆粒自身的燒結(jié)溫度低，但凝膠顆粒之間的燒結(jié)性差，塊狀材料燒結(jié)性能不好，干燥時收縮大。濕化學(xué)法制備納米粉末是目前公認的具有發(fā)展前途的制粉方法，也是實驗室常用的手段。濕化學(xué)法的實驗流程如下：確定納米粉材料→制成含該材料粒子的溶液→用該材料的EpH圖確定沉淀的pH范圍→將分散劑NH4Cl溶入去離子水中，并用氨水、鹽酸調(diào)節(jié)水溶液至沉淀的pH 值→含該材料離子的水溶液在具有恒定的pH 的沉淀液中霧化→凝膠→水洗，過濾，乙醇脫水→煅燒、研磨→納米粉。
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