CN103037976A - 液滴产生系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种液滴产生系统包括一个第一喷嘴配置（20），该第一喷嘴配置被构造成以一个可控的进料比在压力下接收一种液体和一种气体，并且合并该液体与气体，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体分散相的一种混合物。一个第二喷嘴配置（30）被连接以从该第一喷嘴配置接收该中间流并且具有一个阀机构（32）以便排出该液体的多个液滴的一个流，该阀机构具有一个或多个可控的操作参数。这些液滴的平均大小取决于该液体和气体的该可控的进料比并且该液滴流的流速取决于该阀机构的该一个或多个可控的操作参数。在此披露了一种相应的方法，还披露了该系统和方法在一个热化学反应器中产生纳米颗粒的应用。

Description

液滴产生系统和方法

发明领域

本发明一般来说涉及一种液滴产生系统和方法。这种系统和方法在一种有机液体或无机液体的多个微尺寸液滴的产生方面，特别是在该液体是一种水性溶液的情况下，具有特定的效用。这种系统在此也被描述为用于诸如火焰喷雾热解反应器的热化学反应器的多个微尺寸液滴流的一个实用源。

发明背景

存在多种反应系统，其中反应的一个进料组分作为该组分的溶液的一种精细的气溶胶混合物被输送。一种这样的情况是火焰喷雾热解（FSP），在这种情况下，该精细的气溶胶混合物被喷雾到发生热化学反应的火焰区域中。存在用于产生精细的气溶胶混合物的多种装置，包括雾化器、造雾器以及双流体喷嘴。典型的是已经对于一组特定的工作参数或条件优化了这些装置。因此，由一个给定装置排出的气溶胶混合物的平均液滴大小或多或少是一个固定的值，这取决于那些工作参数或条件以及取决于该装置的具体设计。此外，这些装置的流速通常是基本上固定的并且无法改变。

气溶胶输送中灵活性和可调整性的缺乏限制了这些反应系统在除工作台上或特别定制的应用以外的效用。要求气溶胶进料的反应系统的一个实例是共同申请人之一的共同待决的国际专利公开WO2010/118480，该专利公开披露了用于将纳米结构的材料沉积到一个颗粒基底上的过程。在优选方法中，这种纳米结构的材料是通过多个微尺寸的液滴的一种雾化分散体的火焰喷雾热解产生的，这些微尺寸的液滴含有纳米相的前体材料。

这个过程在原理上已被证明，但有机会将该过程适配成允许具有定制特性的纳米颗粒涂料的低成本的商业生产。对这样一种适配的核心要求是一种雾化或液滴产生系统，这种系统能够产生液滴大小可变、而液滴大小的分布狭窄并且流速可变的有机或无机液体的气溶胶混合物。这后一种系统作为优先选择出现的原因是对于一个完全的热化学反应来说，不同的化学化合物将会要求不同的停留时间。

本发明的一个目的在于提供至少部分地满足这个要求的一种液滴产生系统。

在本说明书中对任何现有技术的提及不是、并且不应该被当做是一种认可或任何形式的建议：这个现有技术形成了澳大利亚或其他任何管辖区内的公知常识的一部分，或者这个现有技术可以合理地预计成是本领域技术人员将确定的、理解的以及认为相关的。

发明概述

本发明的诸位发明人已经意识到，上述目的可以通过多个喷嘴配置的一个新颖的交互性组合来满足，这些喷嘴配置各自具有熟悉的一般类型。在一个简单的实施例中，本发明提供了一个双流体喷嘴和一个螺线管喷嘴与一个周期性操作阀的交互性组合。

本发明因此在一个第一方面中提供了一种液滴产生系统，该液滴产生系统包括：

一个第一喷嘴配置，该第一喷嘴配置被构造成以一个可控的进料比在压力下接收一种液体和一种气体，并且合并该液体与气体，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物；和

一个第二喷嘴配置，该第二喷嘴配置被连接以从该第一喷嘴配置接收该中间流并且具有一个阀机构以便排出所述液体的多个液滴的一个流，该阀机构具有一个或多个可控的操作参数；

其中这些液滴的平均大小取决于该液体和气体的所述可控的进料比，并且该液滴流的流速取决于该阀机构的一个或多个可控的操作参数。

将了解的是，该第一喷嘴配置预先处理这些流体使该中间流形成为一个分散相，该分散相促进了在该第二喷嘴配置处产生该液滴流。

优选地，该阀机构的可控的操作参数是它的占空比，具体来说最优选地是它的打开频率和它被打开的周期。

优选地，该第一喷嘴配置的结构包括一个节流部，在该节流部处，或在该节流部的下游，气体是作为在外围围绕液体的一个帘幕来输送。有利的是，这个结构被提供在一个外壳的一个进入端处，该外壳的用于在该节流部处形成的液体的分散相的出口是该第二喷嘴配置，该第二喷嘴配置被布置在该外壳的另一端处或附近。优选地，这两个喷嘴配置相对于该外壳被同轴地安排。

该第二喷嘴配置可以包括一个出口孔和具有一个互补阀的一个相邻的阀座，该互补阀在操作中相对于该孔和该阀座同轴地进行往复运动。该阀机构方便地是螺线管致动的。

在一个第二方面中，本发明提供了一种产生液体的多个液滴的一个流的方法，该方法包括：

在一个第一喷嘴配置处将以一个可控的全比例在压力下接收到的一种液体和气体进行合并，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物，并且

使该中间流穿过具有一个或多个可控的操作参数的一个阀机构，以便排出所述液体的多个液滴的一个流

其中这些液滴的平均大小取决于该液体和气体的所述可控的进料比，并且该液滴流的流速取决于该阀机构的一个或多个可控的操作参数。

优选地，所述可控的进料比是选自流速、体积流量以及密度的。典型地，对于该液体和该气体中的每一个来说，所述压力为至少1.5巴。

在一个第三方面中，本发明是针对用于提供纳米颗粒的装置，该装置包括根据本发明的第一方面的液滴产生系统与一种热化学反应器的组合，其中该第二喷嘴配置是相对于该反应器安装的，由此由该第二喷嘴配置排出的液滴流被引导到该反应器的一个反应室中以用于使这些液滴的多种组分进行热化学转化，由此产生具有一种组成的纳米颗粒，该组成是由输送到该液滴产生系统的第一喷嘴配置的液体和气体确定。该热化学反应器可以方便地是一种火焰喷雾热解装置，在这种情况下，由该第二喷嘴配置排出的液滴流在该装置的操作过程中被引导到该火焰喷雾热解的火焰区域中。

在本发明的第三方面中，提供了一种提供纳米颗粒的方法，在该方法中，根据本发明的第二方面所产生的多个液滴的一个流被引导到一个热化学反应器的一个反应室中以用于使这些液滴的多种组分进行热化学转化，由此产生具有一种组成的纳米颗粒，该组成是由在所述合并步骤中接收到的液体和气体确定的。

该热化学反应可以是火焰喷雾热解，其中该液滴流被引导到该火焰喷雾热解的火焰区域中。在本发明的第三方面中，这些纳米颗粒的颗粒大小的范围可以为5nm至20nm。在该合并步骤中接收到的液体和气体可以是在水或水-溶剂混合物中的一种金属盐以及气体，由此这些纳米颗粒是相应的金属氧化物纳米颗粒。该金属盐可以（例如）是例如选自硝酸锂、硝酸铝、硝酸锌、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镁、硝酸镍、硝酸银或硝酸锰的一种金属硝酸盐。

在本发明的第二方面和第三方面的这些方法中，该气体可以是空气、氧气、诸如氮气、氩气或氦气的惰性气体以及气体燃料中的一种或多种。合适的气体燃料包括一氧化碳、甲烷和氢气。气体燃料可能是优选的，（例如）以便使一个下游热化学反应器中的火焰增加。

在本发明的第二方面和第三方面的这些方法中，该液体可以（例如）是水、水溶液或水/溶剂混合物，其中该溶剂是可与水混溶的。

如在此所使用的，除非在上下文另外要求的地方，术语“包括”（comprise）和该术语的变化，例如“包括”（"comprising"）、“包括”（comprises）和“包括”（"comprised"）并不旨在排除其他添加剂、组分、整体或步骤。

附图简要说明

现将参考附图仅通过举例来进一步描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的实施例的一种液滴产生系统的一个示意性表示，该液滴产生系统用于将一种前体材料的水性溶液的多个微尺寸液滴的一个流输送到一个热化学处理反应器中；

图2是穿过多个喷嘴配置的一个组件的实施例的轴向截面图，这些喷嘴配置形成该液滴产生系统的一个更具体的实施例；并且

图3至图7对应地是实例1至5的结果的图形表示。

本发明的实施方式

图1是本发明的概念的示意图。液滴产生系统10包括一个第一喷嘴配置20以及一个第二喷嘴配置30。喷嘴配置20具有用于诸如无机溶液或有机溶液的一种液体15和气体16的对应的进口通道22、23，并且将该液体和气体在一个下游通道24中进行合并，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物。这个中间流被输送到第二喷嘴配置30，该第二喷嘴配置具有一个周期性可操作的阀机构32以便排出在22处输入的液体的多个液滴的一个流100，该阀机构具有一个或多个可控的操作参数。液体进口通道22和气体进口通道23包括对应的流量控制器26、27，流体的进料比是通过这些流量控制器可控的（例如，通过流速、体积流量、密度或其他方面）。在工作中，这些流体均是在压力下被输送的，优选地在最小1.5巴下：该液体可以典型地在5巴下并且该气体在2巴至4巴下。对应的压力计28、29是被提供用于监控和控制目的。

阀机构32可以典型地由一个螺线管33致动，该螺线管是由一个电子控制单元34供能的。这个单元产生从0.5Hz到3,000Hz的范围的多个周期以及从0.2毫秒至500毫秒的脉冲长度。用于该阀的一个方便的占空比使用了100Hz至200Hz的频率以及0.5ms至5ms（例如，大约2ms）的脉冲长度，以便产生微尺寸的平均直径（举例而言在5μm至100μm的范围内）的多个液滴。

将这两个阀配置20、30并入到一个外壳中的一个有利的构造在图2中进行了描绘，并且包括一个常规的螺线管阀喷嘴的改变。该安排包括具有喷嘴配置20、30的一个整体的圆柱形外壳60，这些喷嘴配置对应地界定包括节流部或孔50的组件的一个进口以及在前端处的一个出口孔50，液滴流20从该出口孔50中被排出。节流部40和孔50是同轴的。孔50在其内面上具有一个相关联的分流阀座，该分流阀座与一个互补阀52相互作用。阀52是通过螺线管驱动器33轴向地进行往复运动的，该螺线管驱动器被布置在外壳60的内部室内，同时该螺线管驱动器的线圈也被同轴地安排。

喷嘴配置20的孔40在液体输送通道22的一个轴向中央出口42的直接下游，气体输送通道23的一个环形出口44围绕该液体输送通道22，由此该气体是作为在外围围绕该液体流的一个帘幕来输送。这种安排确保了液体与气体的一种湍流混合以及穿过孔40在下游形成中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物。取决于这些条件和这些设置，该分散相可以是一种乳液或多个液滴的一个流或这两者的一种混合物。这个分散相通过阀机构32的作用在下游被进一步分成液滴流100。

一个重要的发现是，通过所图示的安排，在孔50处排出的这些液滴的平均直径是进入孔40中的该液体和气体的流速比的函数，并且这个液滴直径/大小展现出一个相对窄的分布范围。在孔50处排出的这些液滴的平均直径也是该气体的压力、该液体的流速以及频率的函数。初始试验已证明，平均液滴大小可以在大约3微米至5微米直到60微米至80微米之间变化，并且流速可能在每小时0.1升与1.5升之间或更高的一个范围内相应地受到阀机构32的控制，而不会显著地影响液滴的尺寸。在大约6μm的一个平均值下，液滴直径分布的半尺寸带宽为仅仅大约3μm。

一般来说，导致产生多个较小液滴的多个参数也减少了平均通过量，反之亦然。例如，增加气相的压力减小了平均液滴大小；增加液相的流速导致平均液滴大小的增加；增加频率减小了平均液滴大小；增加脉冲宽度使得液滴大小分布的范围变宽。

总之，这些结果表明，气相的平均速度的增加导致较小液滴的产生。这意味着较低的液滴大小是在较高的频率、较短的脉冲、较高的气压以及较低的液体流速下产生的。

所图示的安排的一个优点是其对于包括多种水性溶液的广泛范围的液体的成功。诸位发明人已发现，几乎任何常规的螺线管阀喷嘴安排都可以被优化来以广泛范围的流速产生精细的（微尺寸的）液滴，其中这些液体是有机的（苯、甲醇以及乙醇），但所述螺线管阀喷嘴安排对于水类溶液并不是如此有效的：其中，当流速可能广泛地变化时，产生充分小的微尺寸的精细的液滴是相当困难的。很明显，初始的双流体喷嘴配置提供了对流体混合物的一个必要的预调节，以用于呈现给装有阀的喷嘴。

由于以广泛范围的流速以及平均液滴尺寸产生一种水性溶液的雾化流的能力，本发明的系统适用于诸如共同待决的国际专利公开WO2010/118480中所描述的应用的多种火焰喷雾热解应用中。在这种情况下，图1和图2的喷嘴配置是适用于将含有一种活性成分的雾化分散体输送到热化学反应器80的火焰中的一种装置，如图1中所描绘。在一个实施例中，该活性成分是一种纳米相前体材料。这种材料在火焰中起反应，使液体载体蒸发并且使反应产物的纳米颗粒沉积在一个基底上，该基底方便地是诸如氧化铝的一种合适的材料的微米尺寸颗粒的流化团。一个合适的冷却头（未示出）可以典型地被提供来保护液滴产生系统10免受该反应器的热量。通过提供在一个适当的大小范围内（例如，3微米至6微米）的液滴，由这些液滴携带的前体材料在热化学反应室中起反应，以便产生用于涂布一个相邻基底的纳米尺寸的颗粒。

在该组合的一个应用中，液体进料是在水或水-溶剂混合物中的一种金属盐溶液，并且气体可以是诸如氮、氩或氦的一种惰性气体，或例如，在要求使火焰增加的情况下，气体是诸如一氧化碳、甲烷或氢气的一种气体燃料。例如，含有在范围为1200°C至2500°C的温度下被喷雾到气体燃烧器20的火焰热解区域中的氯化锌（或硝酸锌）溶液的精细液滴（3μm至6μm）分散体的一种气溶胶，产生尺寸在纳米范围内（例如，范围为10nm至20nm）的氧化锌颗粒。其他合适的金属盐包括锂、铝、铁、钴、镁、镍、银或锰的盐（例如，硝酸盐）。

一般来说，已证明，所图示的液滴产生系统可以：

·产生纳米颗粒；

·用于使这些纳米颗粒的性能适用于多种特定的应用；

·以广泛范围的参数工作；

·以与其他现有的液滴产生器相比以一个更大的流速（以及因此以一个更大的生产率）工作。

实例

系列1

图2的组件被用来进行一系列的实验，以便确定过程参数对液滴大小的产生的影响。每次运行进行5分钟并且通过一个Malvern Spraytec2000仪器提供对平均液滴大小（以及分布）的快照。

实例1：

在图3中用图形示出这些结果。

结论是，增加气相的压力导致平均液滴大小的稳定、准线性的减少。

实例2

在图4中用图形示出这些结果。

结论是，增加液相的流速导致平均液滴大小的稳定、准线性的增加。

实例3

在图5中用图形示出这些结果。

结论是，增加频率导致平均液滴大小的稳定减小、与在较高频率范围（100Hz至200Hz）下相比在较低频率范围（50Hz至100Hz）下有更大的影响。

实例4

在图6中用图形示出这些结果。

结论是，增加脉冲宽度并不导致影响在所研究范围内（1.5ms至5ms）的平均液滴大小。然而，这些快照证明，贝尔曲线在较高的脉冲宽度下略微变宽（在5ms（50%的占空比）下，液滴大小的范围为从1微米至100微米）。

实例5

现设置一个比较实例来将基于实例1至4的结果的过程参数的一个优化的组合与原始随机的“常规”参比条件进行比较。

在图7中用图形示出这些结果。

结论是，优化的运行条件允许乙醇、水以及它们的混合物的精细液滴产生为具有8微米至12微米的几乎相同的平均大小。液滴大小在为一对特定的气相-液相（例如，空气-水、氩气-乙醇等）而优化的条件下的进一步精细化是可能的。

系列2

图2的组件被用来将多个液滴的一个流输送到国际专利公开WO2010/118480中所披露的类别的一个热化学反应器中。

目的是验证当将液滴产生器与一个燃烧器组合使用时（“热运行”），合成纳米级颗粒的可能性。这些结果由相转变（通过XRD测定）、表面积（通过BET测定）以及平均颗粒大小（通过TEM测定）来表征。

所采用的初始方法是由硝酸锌的0.1摩尔浓度的水溶液产生ZnO纳米颗粒并且使用该初始方法作为针对一个常规设置（即，具有0.08mlpm的流速并且氩气作为载气的一个雾化器）的基线。第一结果证明，从现有的燃烧器中输送的热能的量是非常有限的，并且并不高到足以形成在较高速率所需的热化学反应，从而导致了漫长的实验。由于时间是主要的要素并且将实验保持较短是极其重要的，因此采取一种新的方法，即，使用乙醇代替水来制造也用作一种燃料的前体。

实验活动是组织成以下组：

1.水溶液五个摩尔浓度：1.0、0.5、0.1、0.05、0.01。

2.乙醇溶液—五个摩尔浓度：1.0、0.5、0.1、0.05、0.01。

（预计1摩尔浓度将实现最高的生产率，而另一极端的0.01摩尔浓度将导致最小的颗粒大小）

3.水溶液—四个不同的流速—5.0mlpm、10.0mlpm、15.0mlpm、20.0mlpm—以便调查这个参数对颗粒大小以及生产率的影响。

4.乙醇溶液—四个不同的流速—5.0mlpm、10.0mlpm、15.0mlpm、20.0mlpm—以便调查这个参数对颗粒大小以及生产率的影响。

5.1摩尔浓度—三种不同的溶液（乙醇、乙醇和水、水）。

总共产生20个热运行。每次运行的平均时间在10分钟与30分钟之间，这取决于具体的条件。

很好地预计到，当使条件改变以将不同的边界条件作为目标时，将会存在具有高生产率和低生产率、较小和较大颗粒大小、较好或较差均匀性等的多个样品。

由于BET要求相对大量的粉末以用于运行这些分析，因此具有最高生产率的5个样品被选择来进行初始分析。

这些样品的运行条件如下所示：

#51-10mlpm的流速；0.1摩尔的乙醇+水(50/50vol%)，

#43-10mlpm的流速；0.1摩尔的乙醇，

#44-15mlpm的流速；0.1摩尔的乙醇，

#49-10mlpm的流速；0.5摩尔的乙醇，

#50-10mlpm的流速；1.0摩尔的乙醇。

这些XRD结果清楚地证明，所有的样品都已经历了完全的转变并且完全转化为ZnO。

可以在此基于峰值强度及其FWHM（半峰全宽）进行其他推测。不难看出，样品#50产生了最高的峰值强度并且具有最窄的峰，这意味着应当预计到，这个样品在所有样品中将具有最大的颗粒。该样品在所有样品中还具有最高的生产率-在10分钟的运行后，差不多收集到0.5克的粉末，这使得生产率是雾化器的生产率的约100倍。在另一个极端，样品#43证实了最低的峰值强度以及最宽的FWHM，这表明较低的摩尔浓度和中等的流速导致产生更加精细的结构。最令人鼓舞的结果可能是样品#51—用50/50（乙醇+水）的溶液生产。该样品实现了高生产率（用纯乙醇的样品运行中为大约80%）并且仅使用所要求的乙醇的一半作为燃料。峰值强度和FWFM也表明，这个样品的颗粒大小比样品#50的颗粒大小更加精细。

这些TEM结果证明了以下事实：在所有情况下，平均颗粒大小仍然相对较小，在10nm至30nm的范围内。在大多数情况下，平均颗粒大小是在10nm至15nm的范围内。这些纳米颗粒主导地存在的一个优选范围是5nm至20nm。形状和大小最均匀的是样品#43和#51，这是确认在特定条件下，可以由低摩尔浓度和高摩尔浓度（大10倍）的前体产生细粒的粉末的一个非常有希望的结果。

大小和形态存在不同，这确认了不同的运行条件会影响最终产物，这意味着可以使用该装置产生具有定制特性的材料。

应指出的是，样品#44、#49以及#50导致链形成或针状结构的产生，而样品#43和#51并没有证明这一点。这个现象最有可能是由于较高的摩尔浓度与使用乙醇作为溶剂而引起的。

一般来说，这些TEM结果彻底确认了仅基于XRD结果的推测。

基于所提供的信息，通过一摩尔浓度的硝酸锌的乙醇溶液的10mlpm的流速，与现有的雾化器的标准设置和使用相比，这个组件输送约100倍的通过量。然而，这种当前设计的理论通过量是大于50升/小时的。这大于目前用于大多数实验的600毫升/小时(10mlpm)。这表明，如果提供了优越的实验条件，那么生产率可能显著增加。可能预计到，对于将满足这个热化学反应类型的大多数化合物（即，金属氮化物+热=金属氧化物）来说，乙醇可以纯粹的形式或用水以特定比稀释而用于前体。这些实例证明，该组件是高度灵活的，具有用于广阔范围的多种应用的潜力。

Claims (22)

1.一种液滴产生系统，包括：

一个第一喷嘴配置，该第一喷嘴配置被构造成以一个可控的进料比在压力下接收一种液体和一种气体，并且合并该液体与气体，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物；以及

一个第二喷嘴配置，该第二喷嘴配置被连接以从该第一喷嘴配置接收该中间流并且具有一个阀机构以便排出所述液体的多个液滴的一个流，该阀机构具有一个或多个可控的操作参数；

其中这些液滴的平均大小取决于该液体和气体的所述可控的进料比并且该液滴流的流速取决于该阀机构的该一个或多个可控的操作参数。

2.根据权利要求1所述的系统，其中该阀机构的该可控的操作参数是它的占空比。

3.根据权利要求2所述的系统，其中该阀机构的该可控的操作参数是它的打开频率和它被打开的周期。

4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中该第一喷嘴配置包括一个节流部，在该节流部处，或在该节流部的上游，该气体是作为在外围围绕该液体的一个帘幕来输送。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述节流部被提供在一个外壳的一个进入端处，该外壳的用于在该节流部处形成的该液体的分散相的出口是该第二喷嘴配置，该第二喷嘴配置被布置在该外壳的另一端处或附近。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中这些第一和第二喷嘴配置相对于该外壳被同轴地安排。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中该第二喷嘴配置包括一个出口孔和具有一个互补阀的一个相邻的阀座，该互补阀在操作中相对于该孔和该阀座同轴地进行往复运动。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述可控的进料比是选自流速、体积流量以及密度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中对于该液体和该气体中的每一个来说，所述压力为至少1.5巴。

10.用于提供纳米颗粒的装置，该装置包括根据权利要求1至9中任一项所述的液滴产生系统与一个热化学反应器的组合，其中该第二喷嘴配置是相对于该反应器安装的，由此由该第二喷嘴配置排出的该液滴流被引导到该反应器的一个反应室中以用于使这些液滴的多种组分进行热化学转化，由此产生具有一种组成的纳米颗粒，该组成是由输送到该液滴产生系统的该第一喷嘴配置的该液体和气体确定。

11.根据权利要求10所述的装置，其中该热化学反应器是一种火焰喷雾热解装置，并且由该第二喷嘴配置排出的该液滴流在该装置的操作过程中被引导到该火焰喷雾热解的火焰区域中。

12.一种产生液体的多个液滴的一个流的方法，该方法包括：

将以一个可控的全比例在压力下接收到的一种液体和气体在一个第一喷嘴配置处进行合并，以便形成一个中间流，该中间流是该气体与该液体的分散相的一种混合物；并且

使该中间流穿过具有一个或多个可控的操作参数的一个阀机构，以便排出所述液体的多个液滴的一个流，

其中这些液滴的平均大小取决于该液体和气体的所述可控的进料比并且该液滴流的流速取决于该阀机构的该一个或多个可控的操作参数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中该阀机构的该可控的操作参数是它的占空比。

14.根据权利要求13所述的方法，其中该阀机构的该可控的操作参数是它的打开频率和它被打开的周期。

15.根据权利要求12、13或14所述的方法，其中所述可控的进料比是选自流速、体积流量以及密度。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中对于该液体和该气体中的每一个来说，所述压力为至少1.5巴。

17.一种提供纳米颗粒的方法，在该方法中，根据权利要求12至16中任一项产生的多个液滴的一个流被引导到一个热化学反应器的一个反应室中以用于使这些液滴的多种组分进行热化学转化，由此产生具有一种组成的纳米颗粒，该组成是由在所述合并步骤中接收到的该液体和气体确定。

18.根据权利要求17所述的方法，包括流喷雾热解，其中该液滴流被引导到该火焰喷雾热解的火焰区域。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中在所述合并步骤中接收到的该液体和气体对应地是一种金属盐在水或水-溶剂混合物中的一种溶液和气体，由此这些纳米颗粒是相应的金属氧化物纳米颗粒。

20.根据权利要求17或18所述的方法，其中在所述合并步骤中接收到的该液体和气体对应地是(i)选自硝酸锂、硝酸铝、硝酸锌、硝酸铁、硝酸钴、硝酸镁、硝酸镍、硝酸银或硝酸锰的一种金属硝酸盐在水或水-溶剂混合物中的一种溶液；和(ii)气体，由此这些纳米颗粒是相应的金属氧化物纳米颗粒。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中该气体是一种惰性气体。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，其中这些纳米颗粒的颗粒大小的范围为5nm至20nm。

Images