一种制造纳米粒子材料的气泡液膜法

摘要

一种制造纳米粒子材料的气泡液膜法，属化工纳米材料制造业。采用装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器，产生气泡流。气泡将全部反应液分隔成液膜，形成纳米反应环境。用II_A族、III_B族、13和22－32号元素的水溶性盐、氧化物或氢氧化物为原料，NaOH、NH₃－H₂O、NH₃、Ca(OH)₂、或CO₂等为沉降剂，脂肪酸、聚不饱和脂肪酸、在S、P、Ti和Si中心原子上至少有一个羟基(OH)的磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、钛酸酯、硅酸酯或这些酯酸的盐为表面改性包覆剂。反应物在液膜内反应，生成纳米粒子和纳米胶囊粒子。粒子的表面吸附足够量气体，形成气相界面，抑止粒子间发生团聚和形成氢键桥，生成泡沫状产物，经分离，洗涤和干燥后，制得纳米粒子、纳米胶囊粒子的疏松型块体或粉体。气泡液膜法的设备简练，工艺流畅，可规模生产，产品易分散，成本低，环境友好。

主权项

1、一种制造纳米粒子的气泡液膜法，用IIA族、IIIB族、13和22-32号元素的水溶性盐、氧化物或氢氧化物为原料，与沉降剂NaOH、NH3-H2O、NH3、Ca(OH)2、Na2CO3、(NH4)2CO3或CO2在液相中反应，其特征是：(一)在装有泡罩碟式搅拌器的气泡液膜反应器中，导入气体，利用泡罩碟式搅拌器的强力充气功能，以及均质、分散和乳化作用，在反应体系中产生足够量的多边形多面体的气泡流，全部反应液被气泡分隔成液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，构成纳米反应环境或微米反应环境，反应物在液膜内进行反应，生成IIA族、IIIB族、13和22-32号元素的水难溶性或水不溶性氢氧化物、氧化物或盐的纳米粒子；(二)用脂肪酸、聚不饱和脂肪酸、在S、P、Ti和Si中心原子上至少带有一个羟基(OH)的磺酸酯、硫酸酯、磷酸酯、钛酸酯、硅酸酯，在反应体系中转化为相应的盐，或用这些酯酸的盐为表面改性包覆剂，这些包覆剂也是表面活性剂，这些表面活性剂的非极性部分伸向气泡内部，吸附足够量气体，极性部分伸向液膜，在气泡与液膜的界面处与新生成的纳米粒子或微米粒子的表面结合，原位包覆，形成包覆层，生成IIA族、IIIB 族、13和22-32号元素的水难溶性或水不溶性氢氧化物、氧化物或盐的纳米胶囊粒子；(三)生成的纳米粒子和纳米胶囊粒子的表面从气泡中吸附了足够量气体，形成气相界面，抑止纳米粒子或纳米胶囊粒子团聚，同时阻碍水分子在纳米粒子间或纳米胶囊粒子间形成氢键桥，抑止粒子间的氢键结合。纳米粒子间、纳米胶囊粒子间存在足够量气体，生成纳米粒子泡沫产物或纳米胶囊粒子泡沫产物，经分离，洗涤和干燥后，制得IIA族、IIIB族、13和22-32号元素的氢氧化物、氧化物或盐的纳米粒子或纳米胶囊粒子疏松型块体或粉体；(四)制得的IIA族、IIIB族、13和22-32号元素的氢氧化物、氧化物或盐的纳米粒子或纳米胶囊粒子疏松型块体或粉体，外观为疏松的块体或粉体，组成为在三维空间中，至少有一维尺寸在1nm-100nm范围内的纳米粒子，或经表面改性包覆的纳米胶囊粒子。