[发明专利]局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置及方法

权利要求书

1.一种局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，包括一个空化容器（17），其特征是：空化容器（17）的内部正中间是垂直布置的螺旋桨（18）和第二电机（19），第二电机（19）带动螺旋桨（18）旋转，空化容器（17）的外部套有一圈金属导体（6），金属导体（6）上绕有线圈（7），金属导体（6）和线圈（7）外部套有隔热套（8），隔热套（8）和金属导体（6）均通过连杆组件（5）固定连接于在空化容器（17）外部的升降装置，空化容器（17）的内部高度大于或等于隔热套（8）高度的五倍。

2.根据权利要求1所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：有两个所述的升降装置相对于空化容器（17）的中心对称布置，每个升降装置都由保护壳体（23）、丝杠（11）、移动块（9）、光杆（10）、轴承（25）以及第一电机（12）组成，保护壳体（23）内部设置丝杠（11）、移动块（9）和光杆（10），丝杠（11）上下垂直，下端同轴固定连接第一电机（12）的输出轴，丝杠（11）的上端经轴承（25）连接于保护壳体（23）的上部，丝杠（11）上配合套有移动块（9），移动块（9）通过螺母（22）固定连接连杆组件（5），丝杠（11）的两侧分别是一根光杆（10），两根光杆（10）和丝杠（11）平行，两根光杆（10）穿过移动块（9）上的孔且上下两端分别固定连接于保护壳体（23）的上部和下部。

3.根据权利要求1所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：所述的连杆组件（5）由一根水平杆和五根垂直杆连接组成，第一根垂直杆和第二根垂直杆分别位于丝杠（11）且下端均固定连接移动块（9），上端均向上伸出在保护壳体（23）的上方且共同固定连接一根水平杆的外端，水平杆的内端朝空化容器（17）方向延伸并固定连接第三根垂直杆和第四根垂直杆的上端，第三根垂直杆和第四根垂直杆的下端通过固定连接隔热套（8）和金属导体（6）。

4.根据权利要求3所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：连杆组件（5）的第五根垂直杆的下端和水平杆的外端固定连接，上端固定连接工作面板（3），工作面板（3）位于空化容器（17）的正上方，两个升降装置的两根第五根垂直杆共同支撑工作面板（3）。

5.根据权利要求4所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：空化容器（17）的外侧壁上装有多个温度传感器（4），工作面板（3）上设有电源（1）、温度显示器（2）和四个开关，第二电机（19）经第一开关（13）连接电源（1），温度显示器（2）经温度传感器（4）、第二开关（14）连接电源（1），线圈（7）经第三开关（21）连接于电源（1），第一电机（12）经第四开关（24）连接于电源（1）。

6.根据权利要求1所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：空化容器（17）用透明可视的导热材料制成，隔热套（8）由杜瓦制成。

7.根据权利要求1所述的局部高温产生空化效应制备二维材料纳米片的装置，其特征是：隔热套（8）是具有上表面和下表面的圆筒，其中心孔套在空化容器（17）外且与空化容器（17）的外壁不接触，隔热套（8）的内壁开有一圈环形的凹槽，金属导体（6）和线圈（7）位于这一圈环形的凹槽中，隔热套（8）和金属导体（6）、线圈（7）均不接触。

8.一种用如权利要求1所述装置制备二维材料纳米片的制备方法，其特征是包括以下步骤：

步骤A：将所需要制备纳米片的二维材料粉末与水依次加入到空化容器（17）内部，第二电机（19）驱动螺旋桨（18）旋转进行搅拌液体；

步骤B：给线圈（7）通电，被金属导体（6）所覆盖的空化容器（17）对应内部产生局部高温；

步骤C：升降装置工作，经连杆组件（5）带动金属导体（6）和隔热套（8）上下移动，从而移动空化容器（17）内部的局部加热位置，该局部加热位置与空化容器（17）内其余位置产生温度差导致压强变化，当压强降低至该温度下液体的饱和蒸汽压时，液体内部产生空化效应，剥离所需要制备成纳米片的二维材料。