[发明专利]一种超声微波协同制备微纳氧化铈的设备及方法

说明书

本发明公开了一种超声微波协同制备微纳氧化铈的设备及方法，属于纳米材料制备领域，包括：壳体包括相互独立的超声雾化腔和微波加热腔，壳体的顶端设置有进料装置，进料装置和超声雾化腔连通，壳体的侧壁设置有超声开关和微波开关，超声开关和超声雾化腔内的超声装置电连接，微波开关和微波加热腔的侧壁的微波装置电连接；加热通道贯穿微波加热腔，加热通道的进口设置于超声雾化腔内，加热通道的出口与颗粒收集罐连通；弹片设置于超声雾化腔内，且弹片倾斜设置于进料装置的下方以将进料弹入加热通道。本发明通过协同超声与微波配合使得反应溶液充分雾化且均匀加热，从而制备出分散性好，粒径较小且均匀的氧化铈粉体。

技术领域

本发明属于纳米材料制备领域，具体涉及一种超声微波协同制备微纳氧化铈的设备及方法。

背景技术

氧化铈是重要的工业资源乃至战略资源，具有价格低廉、无毒和化学性质稳定等优点，在发展新兴产业中具有关键作用，目前已广泛应用于化学机械抛光、燃料电池、生物医疗等领域，当氧化铈颗粒达到纳米级别时，其本身会具有量子尺寸效应、界面效应、小尺寸效应等，在电、磁、光等物理性质上具有新的优势，而目前氧化铈的制备方法主要包括固相法、液相法和气相法，固相法是在高温下通过固-固反应制备产品，但固相法容易混入杂质，造成产品纯度较低，粒度分布也较大，液相法主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法等，其中沉淀法容易造成团聚，溶胶-凝胶法制备过程较复杂，生产过程中需要用到大量的酸或碱，容易对环境造成污染，微乳液法成本较高，而气相法对反应条件的控制也高，设备昂贵，产量较低，综上所述，目前用于制备氧化铈的气相法、固相法和液相法等方法都存在一定的缺陷，在一定程度上会限制纳米氧化铈的工业生产和推广应用，因此如何提供一种制备方便且经济性好的微纳氧化铈制备技术是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种超声微波协同制备微纳氧化铈的设备及方法，能够使反应溶液充分雾化且均匀加热，易于制备出分散性好，粒径较小且均匀的超细氧化铈粉体。

一方面，为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声微波协同制备微纳氧化铈的设备，包括：

壳体，所述壳体包括相互独立的超声雾化腔和微波加热腔，所述壳体的顶端设置有进料装置，所述进料装置和所述超声雾化腔连通，所述壳体的侧壁设置有超声开关和微波开关，所述超声开关和所述超声雾化腔内的超声装置电连接，所述微波开关和所述微波加热腔的侧壁的微波装置电连接；

加热通道，所述加热通道贯穿所述微波加热腔，所述加热通道的进口设置于所述超声雾化腔内，所述加热通道的出口与颗粒收集罐连通；

弹片，所述弹片设置于所述超声雾化腔内，且所述弹片倾斜设置于所述进料装置的下方以将进料弹入加热通道。

优选的，超声微波协同制备微纳氧化铈的设备还包括触屏显示器，所述触屏显示器设置于所述壳体的侧壁上，所述超声装置和所述微波装置均与所述触屏显示器电连接。

优选的，超声微波协同制备微纳氧化铈的设备还包括气相通道，所述气相通道设置于所述壳体上，所述气相通道的出口和所述超声雾化腔连通，且所述气相通道的出口朝向所述加热通道的进口。

优选的，超声微波协同制备微纳氧化铈的设备还包括手柄和万向球，所述万向球与所述壳体转动连接，所述万向球的一端与所述手柄固定连接，所述万向球的另一端与所述弹片连接以调整所述弹片的倾斜角度。

优选的，超声微波协同制备微纳氧化铈的设备还包括气相出口，所述气相出口设置于所述加热通道的出口的上方。

优选的，所述进料装置包括料斗和滴管，所述料斗和所述滴管连通，所述滴管设置于所述弹片的正上方。

优选的，所述超声雾化腔和所述微波加热腔之间设置有隔板，所述隔板靠近所述超声雾化腔的一侧设置有减振层，所述隔板靠近所述微波加热腔的一侧设置有隔热层。