一种纳米颗粒生成装置及生成方法

本公开涉及气溶胶科学，尤其涉及一种纳米颗粒生成装置及生成方法。

背景技术：

1、液体雾化是产生纳米级颗粒的主流技术。雾化的基本过程是将液体通过超声波、电喷雾、机械振动、空气喷射或其他方法转化为液滴，液滴干燥后形成固体颗粒，固体颗粒的尺寸分布高度依赖于初始液滴的尺寸分布，由于颗粒越小，其质量或体积相关性能优势越明显，因此，在雾化过程中生成更小的液滴是解决现有问题的关键。

2、基于超声波、液体压缩和两相喷嘴原理的喷涂方法产生的液滴的sauter平均直径在10-300微米范围内，无法满足生产加工的需要，一些表面声波雾化器可以产生平均直径在0.3-0.7微米范围内的更小液滴，但它们的缺点是难以操作，且通常需要超高的声学频率。

3、泡腾雾化是一种基于气泡破裂的方法，将少量气体直接引入液体中以产生气泡，这些气泡在离开雾化器时破裂并形成小液滴，目前，泡腾雾化产生的气泡仅能达到毫米级，生成的液滴最小平均直径约为5微米，进一步减小液滴的粒径难以实现。

技术实现思路

1、本公开所要解决的一个技术问题是：现有泡腾雾化产生液滴的平均直径过大，进一步的缩小液滴直径操作困难。

2、为解决上述技术问题，本公开实施例提供一种纳米颗粒生成装置，其包括：

3、前驱液槽，前驱液槽用于盛放前驱液，前驱液为制备纳米颗粒的原料；

4、蠕动泵，蠕动泵用于输送前驱液；

5、鼓风机，鼓风机用于提供气流，以产生气泡；

6、连接管，连接管内部依次设有成膜孔和针板，成膜孔用于收集前驱液以在其表面形成液膜，针板用于刺破气泡以形成亚微米级液滴；

7、干燥器，干燥器位于连接管的末端，以干燥液滴形成纳米颗粒。

8、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中还包括收集槽，收集槽的一端贯穿连接管与成膜孔连接，以收集多余的前驱液，收集槽的另一端与蠕动泵连接，以回收未使用的前驱液。

9、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中成膜孔为圆环形且直径为0.5-10cm，成膜孔的外周设有凹槽以承载前驱液，成膜孔的内周设有凸起以辅助前驱液成膜。

10、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中针板活动设置于连接管内，针板相对于成膜孔的距离为0-50cm，针板上针尖的数量至少为一个，且针尖的直径为0.1-1mm。

11、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中鼓风机的进料端设有过滤器，以去除空气中的颗粒物。

12、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中气泡的壁厚为50-1000nm。

13、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中前驱液为可溶性物质的溶解液或不可溶物质的悬浮液中的一种。

14、在一些实施例中，前述的一种纳米颗粒生成装置，其中前驱液包括表面活性剂，以降低前驱液的表面张力，表面活性剂相对于前驱液的浓度为0%-50%。

15、本申请第二方面提供一种纳米颗粒生成方法，其包括以下步骤：

16、s1、蠕动泵将前驱液输送至连接管内的成膜孔以形成液膜；

17、s2、鼓风机吹动液膜在连接管内形成气泡；

18、s3、气泡被连接管内的针板刺破形成液滴；

19、s4、液滴流经外部干燥器干燥形成纳米颗粒。

20、通过上述技术方案，本公开提供的一种纳米颗粒生成装置，通过蠕动泵将前驱液槽内的前驱液输送至成膜孔处并形成液膜，在鼓风机的风力作用下将液膜吹成气泡，随后气泡被针板戳破形成液滴，最后液滴在干燥器的作用下形成纳米颗粒，此种方式得到的液滴直径更小，进而得到的纳米颗粒平均直径也小，并且操作简单，同时对于前驱液的物质种类涵盖更多，有利于不同类型物质的固体颗粒的生成。

技术特征：

1.一种纳米颗粒生成装置，其特征在于， 包括：

2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒生成装置，其特征在于，

9.一种纳米颗粒生成方法，其特征在于，其包括以下步骤：

技术总结
本申请提供一种纳米颗粒生成装置及生成方法，涉及气溶胶科学技术领域。纳米颗粒生成装置包括前驱液槽，前驱液槽用于盛放前驱液，前驱液为制备纳米颗粒的原料；蠕动泵，蠕动泵用于输送前驱液；鼓风机，鼓风机用于提供气流，以产生气泡；连接管，连接管内部依次设有成膜孔和针板，成膜孔用于收集前驱液以在其表面形成液膜，针板用于刺破气泡以形成亚微米级液滴；干燥器，用于干燥液滴形成固体纳米颗粒；通过蠕动泵将前驱液槽内的前驱液输送至成膜孔处，在鼓风机的风力作用下将液膜吹成气泡，随后气泡被针板戳破形成液滴，最后液滴在干燥器的作用下形成纳米颗粒，此种方式得到的液滴直径更小，有利于不同类型物质的固体颗粒的生成。

技术研发人员：赫伟东,柳静献,何新宇,崔文轩,吴颖津,王钰宁
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4