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      離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法及裝置

      547   編輯:中冶有色技術網(wǎng)   來源:大連大學  
      2023-10-12 15:53:48
      一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法及裝置

      1.本發(fā)明涉及納米材料制備技術領域,具體涉及一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法及裝置。

      背景技術:

      2.目前制備納米催化材料的手段主要分為物理法和化學法。物理法主要包括物理氣相法和機械球磨法?;瘜W法主要包括化學氣相法、沉淀法、溶膠凝膠法、水熱法以及模板法。其物理氣相法局限性大,一般只適合于合成熔點低、成分單一的納米材料?;瘜W法通常配比難以精確控制,成本高,對環(huán)境存在一定污染,還容易引入雜質,無法適應工業(yè)化生產(chǎn)。

      3.機械球磨法相比于傳統(tǒng)方法有著反應溫度低、所需設備少、成本低、工藝簡單、產(chǎn)量大、結構缺陷較少等優(yōu)點,在催化劑制備中有著廣泛應用。但是行星球磨機關于研磨機理的研究主要集中于運行機理探討、介質運動規(guī)律研究、工藝參數(shù)優(yōu)化和物料微觀結構觀察等四個方面。目前還沒有形成一個完整理論體系,既缺乏較明確的機理研究,也缺乏定量分析影響參數(shù)與研磨后粒徑之間關系函數(shù)的研究,更缺乏根據(jù)這一機理進行納米材料研磨的應用技術。

      4.現(xiàn)有技術中制備的納米材料通常呈正態(tài)分布或大小不夠均一,顆粒大小又與粉體材料性能密切相關,因此有必要提供一種可以較好的分離出超細納米微粒的裝置。現(xiàn)有分離裝置通常采用電機驅動顆粒在筒體中高速運轉,設置進料出料管道的分離手段,其裝置復雜,成本高,難以實現(xiàn)及時分離納米顆粒。

      技術實現(xiàn)要素:

      5.本發(fā)明的目的在于,提供一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法及裝置,其根據(jù)斯托克斯沉降原理可以估計一定時間內(nèi),篩分出來固定的納米微粒尺度范圍。

      6.為實現(xiàn)上述目的,本技術提出一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,包括:

      7.使用行星球磨機法獲取納米粉體;

      8.通過理論計算得到離心參數(shù);

      9.按照所述離心參數(shù),開啟攪拌電機,帶動攪拌槳旋轉,設置攪拌電機轉速為固定值;

      10.將所述納米粉體注入到高速旋轉的水中;然后在離心力的作用下,納米粉體逐漸被沉淀,并通過離心容器下方的第一收集瓶收集,到達分離時間時,換用第二收集瓶收集;

      11.將第二收集瓶中的納米粉體水溶液放置于干燥箱中,至完全烘干后,得到小粒徑的納米粉體。

      12.進一步的,獲取納米粉體時分為兩種情況:第一種是當實際粒徑值大于等于標準粒徑時,獲取理論粒徑值;第二種是當實際粒徑值小于標準粒徑時,考慮團聚現(xiàn)象后獲取理論粒徑值。

      13.進一步的,實際粒徑值大于等于標準粒徑時,獲取理論粒徑值,具體為:

      14.對行星式球磨機進行運動分析,得到以下公式:

      [0015][0016][0017][0018]

      其中,磨球是一個質量為mq的質點,單位為kg;s為離心式運動狀態(tài)走過的路程,單位為m;t是離心狀態(tài)所需的時間,單位為s;μ為球磨罐內(nèi)壁的動摩擦因數(shù),ω是球磨罐自轉的轉速,單位為r/min;r1為球磨罐內(nèi)半徑,單位為m;ω是公轉的轉速,單位為r/min;l為公轉中心到磨球之間的距離,單位為m;β表示公轉離心力與球磨罐切線方向的夾角,單位為

      °

      ;t為球磨時間,單位為h;n’為顆粒粒徑達到預設尺寸d時需要完成的研磨次數(shù);a



      為物料的研磨速率系數(shù);nf為初始顆粒數(shù)目;n為離心力運動狀態(tài)下能夠研磨到的顆粒數(shù);d為研磨后粒徑顆粒,單位為m;df為初始粒徑尺寸,單位為m;

      [0019]

      定義a



      為球磨后的硬度與球磨前硬度的比值;根據(jù)研磨材料的不同,研磨速率系數(shù)a



      會發(fā)生改變,與研磨材料自身的硬度有關,材料硬度越大,a



      越??;df、s、nf、a



      這四個參數(shù)在實驗設計已定條件下都是確定量;根據(jù)式(1)、(2)和(3)可以得到研磨后的理論粒徑值;上式在某一粒徑以上范圍內(nèi)可以直接使用,誤差小于5%。在某一粒徑以下范圍內(nèi),需要考慮團聚現(xiàn)象;這一粒徑值為團聚水平為1時的粒徑值,稱為標準粒徑。

      [0020]

      進一步的,實際粒徑值小于標準粒徑時,考慮團聚現(xiàn)象后獲取理論粒徑值,具體為:

      [0021]

      設實際粒徑值與理論粒徑值之比,為團聚水平t’;則有理論粒徑值l’和團聚水平t’之間的關系為:

      [0022]

      t'=1.22

      ×

      104l'-1.653

      +0.9178

      ???????

      (4)

      [0023]

      故在標準粒徑以下范圍時,將理論粒徑值按式(4)進行修正。

      [0024]

      進一步的,使用行星球磨機法獲取納米粉體,具體為:

      [0025]

      對機理影響因素進行正交分析,得到最佳制備參數(shù)球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c;

      [0026]

      稱取基材粉末;

      [0027]

      選取多種不同直徑大小的氧化鋯磨球,將多種氧化鋯磨球按照介質填充率c混合,并與所述基材粉末放到球磨罐中,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,采用濕法研磨,設置最佳球磨時間ah和球磨轉速br/min,得到球磨后的基材粉末;

      [0028]

      將球磨后的基材粉末連同氧化鋯磨球從球磨罐中取出,將得到的基材粉末放入托盤中攤開,攤開后置于干燥箱中,無水乙醇完全揮發(fā)后得到納米粉體。

      [0029]

      更進一步的,對機理影響因素進行正交分析,得到最佳制備參數(shù)球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c,具體為:

      [0030]

      設置球磨時間、球磨轉速、介質填充率三個變化因素,在不考慮交互作用下,選用3因素4水平l16(43)的正交表,得到16次理論粒徑;

      [0031]

      球磨時間水平設置范圍為8~30h;球磨轉速水平設置范圍為400~550r/min;介質填充率設置范圍為0.3~0.45;

      [0032]

      對正交獲取的理論粒徑進行極差分析和方差分析,得到球磨最佳制備參數(shù)為球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c。

      [0033]

      更進一步的,獲取球磨后的基材粉末,具體方式為:

      [0034]

      選取四種不同直徑大小的氧化鋯磨球,將磨球按照比例2:3:3:2進行混合,并與所述基材粉末放到球磨罐體中;

      [0035]

      選擇球料比為8:1,采用濕法研磨,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,其中平均每克基材粉末加入1~2ml無水乙醇;加入的混合磨球、基材粉末以及無水乙醇占球磨機罐體體積的25%~45%;

      [0036]

      設置最佳球磨時間ah,轉速br/min,收集得到球磨后的基材粉末。

      [0037]

      更進一步的,獲取離心參數(shù),具體方式為:

      [0038]

      利用斯托克斯沉降定律對離心裝置進行運動分析,得到以下公式:

      [0039][0040][0041]

      其中,d是顆粒直徑,單位為m;ρ是顆粒的密度,單位為kg/cm3;ρf是溶液的密度kg/cm3;ω是攪拌溶液的旋轉角速度r/min;r是顆粒距圓心的距離,單位為m3;η是溶液粘度,單位為pa

      ·

      s;q為液體流量,單位為m3/s;v為初始離心容器中加入的液體體積,單位為m3;t



      為溶液流出時間,單位為s。

      [0042]

      其中ρ、ρf、η、v、是確定量,根據(jù)式(5)、(6)得到分離相應粒徑下的時間值。

      [0043]

      本發(fā)明還提供一種用于實施上述方法的小尺寸納米材料分離裝置,包括攪拌電機、攪拌槳、離心容器,所述攪拌電機持續(xù)提供動力給攪拌漿,所述攪拌槳伸入到離心容器中,所述離心容器底部設有漏孔,該漏孔下方設有第一收集瓶或第二收集瓶。

      [0044]

      進一步的,所述攪拌槳的葉片為螺旋形式。

      [0045]

      上述方法及裝置適用于各種可研磨的納米催化材料,包括且不限于粉煤灰、氧化鋁等。

      [0046]

      本發(fā)明采用的以上技術方案,與現(xiàn)有技術相比,具有的優(yōu)點是:

      [0047]

      (1)根據(jù)斯托克斯沉降原理可以估計一定時間內(nèi),篩分出來固定的納米微粒尺度范圍,能夠有效的從粒徑大小不均的納米粉體中分離出更細的納米材料;采用電機驅動,攪拌葉片為螺旋形式,使得攪拌充分效果更好。

      [0048]

      (2)本發(fā)明解決了行星式球磨機法制備納米材料需要進行大量正交實驗,確定最佳制備參數(shù)的繁瑣步驟問題,具有反應溫度低、所需設備少、成本低、工藝簡單的優(yōu)點。通過最佳填充率,球磨速度和球磨時間,制得納米材料;理論與實際誤差在5%以內(nèi)。

      附圖說明

      [0049]

      圖1為實施例得到的納米粉煤灰sem形貌圖;

      [0050]

      圖2為實施例得到的納米粉煤灰xrd圖;

      [0051]

      圖3為離心裝置結構示意圖。

      [0052]

      圖中序號說明:1.攪拌電機、2.攪拌槳、3.離心容器、4.第一收集瓶或第二收集瓶。

      具體實施方式

      [0053]

      為了使本技術的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本技術進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本技術,并不用于限定本技術,即所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例,而不是全部的實施例。

      [0054]

      本實施例提供一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其具體步驟可以為:

      [0055]

      步驟1,使用行星球磨機法獲取納米粉體,分為兩種情況:

      [0056]

      第一種是:當實際粒徑值大于等于標準粒徑時,獲取理論粒徑值;對行星式球磨機進行運動分析,可以得到以下公式:

      [0057][0058][0059][0060]

      其中,磨球是一個質量為mq的質點,單位為kg;s為離心式運動狀態(tài)走過的路程,單位為m;t是離心狀態(tài)所需的時間,單位為s;μ為球磨罐內(nèi)壁的動摩擦因數(shù),ω是球磨罐自轉的轉速,單位為r/min;r1為球磨罐內(nèi)半徑,單位為m;ω是公轉的轉速,單位為r/min;l為公轉中心到磨球之間的距離,單位為m;β表示公轉離心力與球磨罐切線方向的夾角,單位為

      °

      ;t為球磨時間,單位為h;n’為顆粒粒徑達到預設尺寸d時需要完成的研磨次數(shù);a



      為物料的研磨速率系數(shù);nf為初始顆粒數(shù)目;n為離心力運動狀態(tài)下能夠研磨到的顆粒數(shù);d為研磨后粒徑顆粒,單位為m;df為初始粒徑尺寸,單位為m。

      [0061]

      第二種是:當實際粒徑值小于標準粒徑時,考慮團聚現(xiàn)象后獲取理論粒徑值;設實際粒徑值與理論粒徑值之比,為團聚水平t’;則有理論粒徑值l’和團聚水平t’之間的關系為:

      [0062]

      t'=1.22

      ×

      104l'-1.653

      +0.9178

      ????????????????????????

      (4)

      [0063]

      在標準粒徑以下的范圍內(nèi),將理論粒徑按式(4)進行修正,誤差小于5%;

      [0064]

      在機理計算公式中,最大的影響因素是介質填充率、球磨轉速和球磨時間,其中,3種因素影響的大小順序依次為:介質填充率>球磨轉速>球磨時間。故使用行星球磨機法獲取納米粉體,具體步驟為:

      [0065]

      步驟11、對機理影響因素進行正交分析,得到最佳制備參數(shù)球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c;

      [0066]

      具體的,由于其它參數(shù)在實驗設計已定條件下都是確定量,對3種影響因素進行正交分析,可以得到最佳制備參數(shù),具體步驟為:

      [0067]

      步驟11.1、設置球磨時間、球磨轉速、介質填充率三個變化因素,在不考慮交互作用下,選用3因素4水平l16(43)的正交表,得到16次理論粒徑;

      [0068]

      步驟11.2、球磨時間水平設置范圍為8~30h;球磨轉速水平設置范圍為400~550r/min;介質填充率設置范圍為0.3~0.45。

      [0069]

      步驟11.3、對正交得到的理論粒徑進行極差分析和方差分析,得到球磨最佳制備參數(shù)為球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c。

      [0070]

      步驟12、稱取基材粉末;

      [0071]

      步驟13、選取多種不同直徑大小的氧化鋯磨球,將多種氧化鋯磨球按照介質填充率c混合,并與所述基材粉末放到球磨罐中,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,采用濕法研磨,設置最佳球磨時間ah和球磨轉速br/min,得到球磨后的基材粉末,具體按照如下步驟實施:

      [0072]

      步驟13.1、選取四種不同直徑大小的氧化鋯磨球,直徑尺寸可以分別為20mm、10mm、6mm、4mm,將四種氧化鋯磨球按照比例2:3:3:2混合,并與步驟4稱取的基材粉末放到球磨罐中;

      [0073]

      步驟13.2、選擇球料比8:1,采用濕法研磨,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,其中平均每克基材粉末要加入1~2ml無水乙醇。加入的混合磨球、基材粉末以及無水乙醇占球磨罐體體積的25%~45%;

      [0074]

      步驟13.3、設置最佳球磨時間ah,轉速br/min,收集得到球磨后的基材粉末;

      [0075]

      步驟14、將步驟12球磨后的基材粉末連同氧化鋯磨球從球磨罐中取出,將得到的基材粉末放入托盤中攤開,攤開后置于干燥箱中,設置干燥溫度為30~45℃,無水乙醇完全揮發(fā)后得到納米粉體。

      [0076]

      步驟2、通過理論計算獲取離心參數(shù),具體的:

      [0077]

      利用斯托克斯沉降定律對分離裝置進行運動分析,可以得到以下公式:

      [0078][0079][0080]

      其中,d是顆粒直徑,單位為m;ρ是顆粒的密度,單位kg/cm3;ρf是溶液的密度kg/cm3;ω是攪拌溶液的旋轉角速度r/min;r是顆粒距圓心的距離,單位為m3;η是溶液粘度,單位為pa

      ·

      s;q為液體流量,單位為m3/s;v為初始離心容器中加入的液體體積,單位為m3;t



      為溶液流出時間,單位為s。由于ρ、ρf、η、v、是確定量,根據(jù)式(5)、(6)可以得到分離相應粒徑下的時間值。

      [0081]

      步驟3、按照所述離心參數(shù),開啟攪拌電機,帶動攪拌槳旋轉,設置攪拌電機轉速為固定值,其可以為1500r/min。

      [0082]

      步驟4、將粒徑為100~1000nm的納米粉體,注入到高速旋轉的水中;然后在離心力的作用下,納米粉體逐漸被沉淀,并通過離心容器下方的第一收集瓶收集,到達分離時間的90%~95%時,換用第二收集瓶收集;

      [0083]

      因為大小不同的顆粒流出時間不同,通過記錄流出的時間,可以預測出顆粒的大小。

      [0084]

      步驟5、將第二收集瓶中的納米粉體水溶液放置于干燥箱中,設置干燥溫度可以為40℃左右,至完全烘干后,得到粒徑最小的5%~10%納米粉體。

      [0085]

      實施例1(以粉煤灰為例)

      [0086]

      粉煤灰的莫氏硬度為5,標準粒徑為1300nm,在1300nm以上的范圍內(nèi)可以直接使用公式,在1300nm以下的范圍內(nèi),需要考慮團聚現(xiàn)象。理論計算得到的最佳參數(shù)為球磨時間24h,球磨轉速550r/min,填充率為0.3,稱取粉煤灰粉末20g,選取四種不同直徑大小的氧化鋯磨球(20mm,10mm,6mm,4mm),將四種磨球按照比例2:3:3:2混合與稱取的粉煤灰粉末放到球磨罐中,選擇球料比8:1,采用濕法研磨,加入無水乙醇至粉煤灰呈現(xiàn)稠糊狀,設置加入的混合磨球、粉煤灰粉末、以及無水乙醇占球磨機罐體體積的30%,按照球磨時間24h,球磨轉速550r/min進行研磨,收集得到研磨后的粉煤灰粉體。將研磨后的粉煤灰粉體連同氧化鋯磨球從罐中取出,將得到的粉煤灰粉體放入托盤中攤開,放置于干燥箱中,設置干燥溫度40℃,至無水乙醇揮發(fā)完全后得到納米粉煤灰粉體。

      [0087]

      得到的納米材料sem圖如圖1所示,其xrd圖如圖2所示,其粒徑為范圍100nm~1200nm,大小不均,顆粒中徑為544nm。

      [0088]

      實施例2

      [0089]

      在離心裝置上進行納米材料篩選,分離物料為實施例1中得到的粉煤灰粉末,以水作為離心液體。裝入2l水至離心容器中,離心裝置圖如圖3所示。開啟上方攪拌電機,帶動攪拌槳旋轉,設置電機轉速為1500r/min,隨后將粉煤灰注入到高速旋轉的液體中,在離心力的作用下,樣品逐漸沉淀并離心至容器下方,被第一收集瓶收集。記錄流出的時間,50min后換用第二收集瓶收集流出的溶液,將該溶液放置于干燥箱中,設置干燥溫度40℃,至完全烘干,此時粒徑中徑122nm左右,粒徑分布范圍為100nm~150nm,較僅經(jīng)過研磨的顆粒粒徑有明顯的改善。

      [0090]

      前述對本發(fā)明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發(fā)明限定為所公開的精確形式,并且很顯然,根據(jù)上述教導,可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用,從而使得本領域的技術人員能夠實現(xiàn)并利用本發(fā)明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發(fā)明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。技術特征:

      1.一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,包括:使用行星球磨機法獲取納米粉體;通過理論計算得到離心參數(shù);按照所述離心參數(shù),開啟攪拌電機,帶動攪拌槳旋轉,設置攪拌電機轉速為固定值;將所述納米粉體注入到高速旋轉的水中;然后在離心力的作用下,納米粉體逐漸被沉淀,并通過離心容器下方的第一收集瓶收集,到達分離時間時,換用第二收集瓶收集;將第二收集瓶中的納米粉體水溶液放置于干燥箱中,至完全烘干后,得到小粒徑的納米粉體。2.根據(jù)權利要求1所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,獲取納米粉體時分為兩種情況:第一種是當實際粒徑值大于等于標準粒徑時,獲取理論粒徑值;第二種是當實際粒徑值小于標準粒徑時,考慮團聚現(xiàn)象后獲取理論粒徑值。3.根據(jù)權利要求2所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,實際粒徑值大于等于標準粒徑時,獲取理論粒徑值,具體為:對行星式球磨機進行運動分析,得到以下公式:對行星式球磨機進行運動分析,得到以下公式:對行星式球磨機進行運動分析,得到以下公式:其中,磨球是一個質量為m

      q

      的質點,單位為kg;s為離心式運動狀態(tài)走過的路程,單位為m;t是離心狀態(tài)所需的時間,單位為s;μ為球磨罐內(nèi)壁的動摩擦因數(shù),ω是球磨罐自轉的轉速,單位為r/min;r1為球磨罐內(nèi)半徑,單位為m;ω是公轉的轉速,單位為r/min;l為公轉中心到磨球之間的距離,單位為m;β表示公轉離心力與球磨罐切線方向的夾角,單位為

      °

      ;t為球磨時間,單位為h;n’為顆粒粒徑達到預設尺寸d時需要完成的研磨次數(shù);a



      為物料的研磨速率系數(shù);n

      f

      為初始顆粒數(shù)目;n為離心力運動狀態(tài)下能夠研磨到的顆粒數(shù);d為研磨后粒徑顆粒,單位為m;d

      f

      為初始粒徑尺寸,單位為m。4.根據(jù)權利要求2所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,實際粒徑值小于標準粒徑時,考慮團聚現(xiàn)象后獲取理論粒徑值,具體為:設實際粒徑值與理論粒徑值之比,為團聚水平t’;則有理論粒徑值l’和團聚水平t’之間的關系為:t'=1.22

      ×

      104l'-1.653

      +0.9178

      ?????????

      (4)故在標準粒徑以下范圍時,將理論粒徑值按式(4)進行修正。5.根據(jù)權利要求1所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,使用行星球磨機法獲取納米粉體,具體為:對機理影響因素進行正交分析,得到最佳制備參數(shù)球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c;稱取基材粉末;

      選取多種不同直徑大小的氧化鋯磨球,將多種氧化鋯磨球按照介質填充率c混合,并與所述基材粉末放到球磨罐中,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,采用濕法研磨,設置最佳球磨時間ah和球磨轉速br/min,得到球磨后的基材粉末;將球磨后的基材粉末連同氧化鋯磨球從球磨罐中取出,將得到的基材粉末放入托盤中攤開,攤開后置于干燥箱中,無水乙醇完全揮發(fā)后得到納米粉體。6.根據(jù)權利要求5所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,對機理影響因素進行正交分析,得到最佳制備參數(shù)球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c,具體為:設置球磨時間、球磨轉速、介質填充率三個變化因素,在不考慮交互作用下,選用3因素4水平l16(43)的正交表,得到16次理論粒徑;球磨時間水平設置范圍為8~30h;球磨轉速水平設置范圍為400~550r/min;介質填充率設置范圍為0.3~0.45;對正交獲取的理論粒徑進行極差分析和方差分析,得到球磨最佳制備參數(shù)為球磨時間ah、球磨轉速br/min和介質填充率c。7.根據(jù)權利要求5所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,獲取球磨后的基材粉末,具體方式為:選取四種不同直徑大小的氧化鋯磨球,將磨球按照比例2:3:3:2進行混合,并與所述基材粉末放到球磨罐體中;選擇球料比為8:1,采用濕法研磨,加入無水乙醇至基材粉末呈現(xiàn)稠糊狀,其中平均每克基材粉末加入1~2ml無水乙醇;加入的混合磨球、基材粉末以及無水乙醇占球磨機罐體體積的25%~45%;設置最佳球磨時間ah,轉速br/min,收集得到球磨后的基材粉末。8.根據(jù)權利要求1所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,其特征在于,獲取離心參數(shù),具體方式為:利用斯托克斯沉降定律對離心裝置進行運動分析,得到以下公式:托克斯沉降定律對離心裝置進行運動分析,得到以下公式:其中,d是顆粒直徑,單位為m;ρ是顆粒的密度,單位kg/cm3;ρ

      f

      是溶液的密度kg/cm3;ω是攪拌溶液的旋轉角速度r/min;r是顆粒距圓心的距離,單位為m3;η是溶液粘度,單位為pa

      ·

      s;q為液體流量,單位為m3/s;v為初始離心容器中加入的液體體積,單位為m3;t



      為溶液流出時間,單位為s;其中ρ、ρ

      f

      、η、v、是確定量,根據(jù)式(5)、(6)得到分離相應粒徑下的時間值。9.一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離裝置,其特征在于,包括攪拌電機、攪拌槳、離心容器,所述攪拌電機持續(xù)提供動力給攪拌漿,所述攪拌槳伸入到離心容器中,所述離心容器底部設有漏孔,該漏孔下方設有第一收集瓶或第二收集瓶。10.根據(jù)權利要求9所述一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離裝置,其特征在于,所述攪拌槳的葉片為螺旋形式。

      技術總結

      本發(fā)明公開了一種離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法,包括:使用行星球磨機法獲取納米粉體;通過理論計算得到離心參數(shù);按照所述離心參數(shù),開啟攪拌電機,帶動攪拌槳旋轉,設置攪拌電機轉速為固定值;將所述納米粉體注入到高速旋轉的水中;然后在離心力的作用下,納米粉體逐漸被沉淀,并通過離心容器下方的第一收集瓶收集,到達分離時間時,換用第二收集瓶收集;將第二收集瓶中的納米粉體水溶液放置于干燥箱中,至完全烘干后,得到小粒徑的米粉體。本發(fā)明根據(jù)斯托克斯沉降原理可以估計一定時間內(nèi),篩分出來固定的納米微粒尺度范圍,能夠有效的從粒徑大小不均的納米粉體中分離出更細的納米材料。細的納米材料。細的納米材料。

      技術研發(fā)人員:亓占豐 王珍 趙心舒 郭秀麗

      受保護的技術使用者:大連大學

      技術研發(fā)日:2022.05.07

      技術公布日:2022/7/1
      聲明:
      “離心機輔助的小尺寸納米材料分離方法及裝置” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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