一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置及方法與流程
2023-05-06 08:09:26
本發明屬於固體顆粒分散技術領域，特別涉及一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置及方法。
背景技術：
在分散微米/納米顆粒到液體中時，經常會遇到由於液體的溶解性不夠，顆粒會在液體中大量團聚，很難分散的問題。本專利中將這種溶解性不夠的，但是顆粒最終將分散於其中的微米/納米固體顆粒稱為A液體。在遇到這種問題時，通常會選擇一種溶解性好的液體作為媒介，本專利中將該液體稱為B液體。通常情況下，A，B兩種液體可以互溶，而且A液體的沸點要高於B液體。分散過程的具體操作過程如圖1所示：①將微米/納米固體顆粒加入到B液體中；②充分超聲振蕩或機械攪拌上述液體，使得微米/納米固體顆粒在B液體中充分分散，得到分散有微米/納米固體顆粒的B液體；③將A液體加入分散有微米/納米固體顆粒的B液體中，得到混合液體；④充分超聲振蕩或機械攪拌混合液體，得到分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)；⑤加熱分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)，使得B液體揮發出來，得到分散有微米/納米固體顆粒的A液體。上述過程試圖將微米/納米固體顆粒分散於溶解性較差的液體中，但是實際使用中，其效果還不是很理想，主要問題就出在上述過程中的第⑤步。首先，在B液體揮發的過程中，由於缺少足夠的攪拌，微米/納米固體顆粒可能會重新團聚在一起；其次，第⑤步中B液體的揮發過程也是非常耗時的，尤其是在加熱溫度由於各種原因不能超過B液體沸點的情況下。
技術實現要素：
針對現有技術不足，本發明提供了一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置及方法。一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置，在密封罩內底部設置升降臺，在升降臺上設置油浴/水浴鍋，在油浴/水浴鍋內部設置容器；容器上方設置超聲變幅杆，超聲變幅杆一端與超聲變幅器相連；密封罩上設置通風口；密封罩與真空泵相連。所述超聲變幅器與控制器相連。所述密封罩上設置操作窗。該裝置每一部分的功能如下：控制器可以控制超聲變幅器的工作頻率、時間和功率；超聲變幅器接收控制器傳來的指令，控制超聲變幅杆，產生超聲波；超聲變幅杆用於向盛放於容器中的液體發出超聲波；通風口用於控制密封罩內的環境是否與大氣連通；密封罩用於產生一個密閉空間，同時具有降噪功能；容器用於盛放需要處理的液體；油浴/水浴鍋用於加熱需要處理的液體，並使需要處理的液體保持預先設定的溫度；升降臺用於控制容器和油浴/水浴鍋的高度，使得超聲變幅杆插入液體的深度合適；真空泵用於抽出密封罩中的氣體。一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置的使用方法，其具體步驟如下：(1)將分散有微米/納米固體顆粒的混合液體倒入容器中；(2)容器放置在油浴/水浴鍋中；(3)調節升降臺的高度，使超聲變幅杆插入分散有微米/納米固體顆粒的混合液體中；(4)開啟超聲變幅器，用超聲波振蕩分散有微米/納米固體顆粒的混合液體；(5)根據需要選擇是否打開通風口；(6)開啟油浴/水浴鍋，並設置溫度；(7)開啟真空泵。本裝置不僅能夠快速方便的完成上述第⑤步過程，還提高了該過程的多樣性。如果分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)不宜處於沸騰狀態下，則可以同時打開通風口和真空泵，加速密封罩內空氣流通，加快揮發過程。如果常壓下分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)中B液體沸點較高，而分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)又不宜處於高溫狀態下，則可以關閉通風口並開啟真空泵，降低密封罩內的壓力，進而降低B液體沸點，使得第⑤步過程在較低溫度下完成。本發明的有益效果為：本發明將數個功能各不相同的部件，有機地結合在一起，組成了一臺適用於將微米/納米固體顆粒分散於溶解性較差的液體中的裝置並形成相應的分散方法。首先，裝置操作方便簡單，易於上手。其次，裝置中各個部分協同作用，可以同時控制液體的溫度，及其所處密閉空間的氣壓或周圍氣體的流動速度。從而，可以根據微米/納米以及液體本身的性質，靈活地創造出一個最適合微米/納米顆粒分散的環境，在保證微米/納米顆粒及液體不會變質的前提下，加速微米/納米顆粒的分散過程。此外，本發明在分散過程中對液體加以超聲振蕩，可以防止微米/納米顆粒的再次團聚，從而達到較好地分散效果。附圖說明圖1為分散微米/納米固體顆粒於溶解性較差液體中的過程示意圖；圖2為本發明用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置結構示意圖；圖中標號：1-控制器、2-超聲變幅器、3-超聲變幅杆、4-通風口、5-密封罩、6-容器、7-油浴/水浴鍋、8-升降臺、9-真空泵。具體實施方式本發明提供了一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置，下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置，在密封罩5內底部設置升降臺8，在升降臺8上設置油浴/水浴鍋7，在油浴/水浴鍋7內部設置容器6；容器6上方設置超聲變幅杆3，超聲變幅杆3一端與超聲變幅器2相連；密封罩5上設置通風口4；密封罩5與真空泵9相連。所述超聲變幅器2與控制器1相連。所述密封罩5上設置操作窗。該裝置每一部分的功能如下：控制器1可以控制超聲變幅器2的工作頻率、時間和功率；超聲變幅器2接收控制器1傳來的指令，控制超聲變幅杆3，產生超聲波；超聲變幅杆3用於向盛放於容器6中的液體發出超聲波；通風口4用於控制密封罩5內的環境是否與大氣連通；密封罩5用於產生一個密閉空間，同時具有降噪功能；容器6用於盛放需要處理的液體；油浴/水浴鍋7用於加熱需要處理的液體，並使需要處理的液體保持預先設定的溫度；升降臺8用於控制容器6和油浴/水浴鍋7的高度，使得超聲變幅杆3插入液體的深度合適；真空泵9用於抽出密封罩5中的氣體。一種用於分散微米/納米固體顆粒於液體中的裝置的使用方法，其具體步驟如下：(1)將分散有微米/納米固體顆粒的混合液體倒入容器6中；(2)容器6放置在油浴/水浴鍋7中；(3)調節升降臺8的高度，使超聲變幅杆3插入分散有微米/納米固體顆粒的混合液體中；(4)開啟超聲變幅器2，用超聲波振蕩分散有微米/納米固體顆粒的混合液體；(5)根據需要選擇是否打開通風口4；(6)開啟油浴/水浴鍋7，並設置溫度；(7)開啟真空泵9。本裝置不僅能夠快速方便的完成上述第⑤步過程，還提高了該過程的多樣性。如果分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)不宜處於沸騰狀態下，則可以同時打開通風口4和真空泵9，加速密封罩5內空氣流通，加快揮發過程。如果常壓下分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)中B液體沸點較高，而分散有微米/納米固體顆粒的混合液體(A、B)又不宜處於高溫狀態下，則可以關閉通風口4並開啟真空泵9，降低密封罩5內的壓力，進而降低B液體沸點，使得第⑤步過程在較低溫度下完成。將表面修飾有油胺的納米二硫化鉬顆粒溶解於液體石蠟(A液體)，表面修飾有油胺的納米二硫化鉬顆粒類似於膏狀物，顯然顆粒之間存在團聚；採用本申請
背景技術：
中介紹的方法完成其分散過程，其中B液體為環己烷；在第⑤步中，為防止納米二硫化鉬被氧化，分散溫度選定為60℃；如果採用上述方法，只是將混合液體加熱並保持在60℃，液體中的環己烷需要10小時以上的時間，才能徹底揮發完畢，並且得到的分散體系分散效果不好，常溫下靜置2～3天後，即出現沉澱；但是，如果採用本發明裝置及方法完成同樣樣品的第⑤步過程，溫度仍然設定在60℃，打開通風口、真空泵，並加以超聲波攪拌，環己烷的揮發速度明顯提高，只需要5～6個小時即可，並且得到的分散體系的分散效果較好，常溫下靜置10天之後，都不會出現沉澱。