CN103769385A - 磁性纳米颗粒的清洁设备以及磁性纳米颗粒的清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种磁性纳米颗粒的清洁设备和一种磁性纳米颗粒的清洁方法。该磁性纳米颗粒的清洁设备包括：清洁槽，溶剂和磁性纳米颗粒被供应到清洁槽中；磁体构件，形成于清洁槽的下部处以分离磁性纳米颗粒；以及排出装置，将从中分离出磁性纳米颗粒的溶剂排出。

Description

磁性纳米颗粒的清洁设备以及磁性纳米颗粒的清洁方法

相关申请的交叉引证 

本申请根据美国法典第35篇第119款要求于2012年10月18日提交的题为“磁性纳米颗粒的清洁设备以及使用该清洁设备的清洁方法（Cleaning Device of Magnetic Nanoparticles and Cleaning Method Using the Same）”的韩国专利申请序列第10-2012-0115912号的权益，该申请的全部内容通过引证并入本申请。 

技术领域

本发明涉及一种磁性纳米颗粒的清洁设备以及使用该清洁设备的磁性纳米颗粒的清洁方法，更具体地，涉及一种能够分离包含在溶液中的磁性纳米颗粒的清洁设备以清洁磁性纳米颗粒，以及一种使用该清洁设备的磁性纳米颗粒的清洁方法。 

背景技术

通常地，作为制备磁性纳米颗粒的方法，有一种化学合成方法、一种机械制备方法以及一种电制备方法。 

在此，运用机械力粉碎纳米颗粒的机械制备方法由于加工期间有杂质的注入而难以合成高纯度的颗粒，并且不可能均匀地形成具有纳米尺寸的颗粒。 

此外，使用电解的电制备方法具有制备时间长、浓度低、效率低的缺点。 

另外，化学合成方法主要分为汽相方法和胶体方法。在使用等离子体或气体蒸发方法的汽相方法中，需要昂贵的设备。因此，主要使用能够以低成本均匀合成颗粒的胶体方法。 

关于使用胶体方法的磁性纳米颗粒的制备方法，已经使用一种制备水溶胶类型的磁性纳米颗粒的方法，该方法通过在水系统中分离金属化合物并且然后使用还原剂或表面活性剂。 

如上所述，反复进行一种处理以去除磁性纳米颗粒表面上的杂质，该处理为：通过离心作用来分离和回收合成磁性纳米颗粒以得到溶剂和磁性纳米颗粒，将已回收的磁性纳米颗粒连同清洁溶剂一起放置并混合于清洁设备中，并使用离心分离器分离和回收清洁溶剂和磁性纳米颗粒。 

然而，在根据现有技术的方法的情况下，用于清洁磁性纳米颗粒的清洁槽和离心分离器被各自配置，并且当离心分离器的每分钟回转数增加时，磁性纳米颗粒聚集，以致在清洁过程期间难以去除磁性纳米颗粒表面上的杂质。 

此外，在离心作用过程期间，具有小尺寸的部分磁性纳米颗粒并不回收，并且由于离心分离器的结构的原因不可能连续地执行该过程。 

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性纳米颗粒的清洁设备以及一种使用该清洁设备的磁性纳米颗粒的清洁方法，该清洁设备能够使用单个设备来分离溶剂和磁性纳米颗粒、减少用于清洁磁性纳米颗粒的工艺的数目、并且有效去除磁性纳米颗粒表面上的杂质。 

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种磁性纳米颗粒（nanoparticles，纳米粒子）的清洁设备，该清洁设备包括：清洁槽（cleaning bath，清洁室），溶剂和磁性纳米颗粒供应到其中；磁体构件，形成于清洁槽的下部以分离磁性纳米颗粒；以及排出装置（discharge means，排放装置），排出从中分离出磁性纳米颗粒的溶剂。 

磁性纳米颗粒的清洁设备可进一步包括：搅动器（agitator，搅拌器），搅动供应到清洁槽内的溶剂和磁性纳米颗粒。 

磁性纳米颗粒的清洁设备可进一步包括：形成于清洁槽一侧处的超声波发生器。 

清洁槽的下部可向一侧倾斜。 

清洁槽的下部可以漏斗形状倾斜。 

磁体构件可由永磁体或电磁体形成。 

排出装置可包括：排出管，通过该排出管排出溶剂；泵，与排出管的一端相连接；以及过滤器，形成于排出管的另一端处并且浸入清洁槽中。 

排出管可被形成为使得根据清洁槽中的溶剂和磁性纳米颗粒的量来控制排出管的浸入清洁槽中的高度。 

根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种磁性纳米颗粒的清洁方法，该方法包括：将包含磁性纳米颗粒的溶液供应到清洁槽内，该清洁槽具有形成于其下部的磁体构件；从供应到所述清洁槽内的溶液中回收磁性纳米颗粒；通过将清洁溶剂供应到清洁槽中来清洁磁性纳米颗粒；并回收已清洁的磁性纳米颗粒。 

在回收已清洁的磁性纳米颗粒之后，可以反复进行通过更换清洁溶剂 来清洁磁性纳米颗粒以及回收已清洁的磁性纳米颗粒。 

从溶液中回收磁性纳米颗粒可包括：通过向磁体构件施加磁场来分离磁性纳米颗粒；以及将从中分离出磁性纳米颗粒的溶剂排出。 

清洁磁性纳米颗粒可包括：将清洁溶剂供应到清洁槽内并且除去施加于磁性纳米颗粒的磁场；搅动清洁溶剂和磁性纳米颗粒；并且将超声波施加于磁性纳米颗粒。 

回收已清洁的磁性纳米颗粒可包括：通过向磁体构件施加磁场来分离磁性纳米颗粒；以及将从中分离出磁性纳米颗粒的清洁溶剂排出。 

附图说明

图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁设备。 

图2和图3是示出了图1的清洁槽的另一种形式的示意图。 

图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁过程的流程图。 

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。然而，这仅仅是通过实例的方式示出，并且因此本发明并不限于此。 

当在现有技术中被熟知的技术构造在本发明中被认为使内容模糊不清时，在此省略其详细说明。此外，考虑到在本发明中的功能，下列术语被限定，并且可根据使用者和操作者的目的以不同的方式解释。因此，应基于说明书的整个内容解释其定义。 

所以，本发明的精神由权利要求所限定，并且提供以下示例性实施方式以有效地为本领域技术人员描述本发明的精神。 

图1是根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁设备的示意图，而图2和图3是图1的清洁槽的另一种形式的示意图。 

如图1至图3所示，根据本发明的示例性实施方式，磁性纳米颗粒的清洁设备包括：清洁槽10、磁体构件20、以及排出装置30。 

清洁槽10中填充了溶液，溶剂和磁性纳米颗粒P混合于其中，并且该清洁槽的上部是敞开的。磁性纳米颗粒P的回收以及通过与清洁溶剂的混合来清洁磁性纳米颗粒的过程在清洁槽10中执行。 

磁体构件20分离被供应到清洁槽10内的溶剂和磁性纳米颗粒P，并且形成于清洁槽10的下部。 

这里，磁体构件20可由选自永远具有磁性的永磁体以及当被施加电流时具有磁性的电磁体中任一个来形成。 

在这种情况下，当磁体构件20由永磁体形成时，磁体构件20可拆开地形成于清洁槽10的下表面上，并因此只有在分离磁性纳米颗粒P时附接于清洁槽10，从而可施加磁场到清洁槽10的内部。 

此外，当磁体构件20由电磁体形成时，通过仅在分离磁性纳米颗粒P时为磁体构件20提供电流而将磁场施加于清洁槽10的内部。 

即，当通过磁体构件20将磁场施加于清洁槽10时，通过在填充有清洁溶液的清洁槽10中的磁场，磁性纳米颗粒P被集中到清洁槽10的下部，并因此与溶剂分离。 

在此，当磁性纳米颗粒P被集中到清洁槽10的下部并因此与溶剂分 离时，溶剂通过排出装置30排出。 

排出装置30可包括：排出管31，通过该排出管排出溶剂；泵32，与排出管31的一端相连接；以及过滤器33，形成于排出管31的另一端处并且浸入清洁槽10中。 

这里，一端与泵32相连接以排出溶剂的排出管31可被形成为通过清洁槽10的敞开上部排出溶剂，并且可被形成为根据清洁槽10中填充的溶剂和磁性纳米颗粒P的量来控制排出管31的浸入清洁槽10中的高度。 

即，当磁性纳米颗粒P集中于清洁槽10的下部时，在排出溶剂的同时控制排出管31的浸入清洁槽10的高度，以防止磁性纳米颗粒P连同溶剂一起被排出。 

进一步地，排出管31的浸入清洁槽10的端部设置有过滤器33以过滤磁性纳米颗粒P，从而防止磁性纳米颗粒P连同溶剂一起被排出。 

此外，排出管32的一侧可设置有阀门34以控制排出的溶剂的量。 

同时，在清洁磁性纳米颗粒P时，可进一步提供搅动器40，用来搅动供应到清洁槽10内的清洁溶剂和磁性纳米颗粒P。 

搅动器40被形成为使得至少一个搅动翼41浸入清洁槽10中，并且该搅动器可被配置有马达42，该马达旋转设置有搅动翼41的转轴。 

即，在清洁磁性纳米颗粒P的同时，搅动器40搅动供应到清洁槽10内的清洁溶剂和磁性纳米颗粒P，以去除磁性纳米颗粒P表面上的杂质。 

此外，清洁槽10的一侧可配备产生超声波的超声波发生器50。 

这里，超声波发生器50可形成为浸入清洁槽10中，并且由超声波发 生器50产生的超声波辐射磁性纳米颗粒，从而有效去除磁性纳米颗粒P表面上的杂质。 

图2和图3是示出了图1的清洁槽的另一种形式。 

如图2所示，清洁槽10的下表面可向一侧倾斜。 

这里，清洁槽10的下表面可设置有磁体构件20，并且由磁体构件20所集中的磁性纳米颗粒P沿着倾斜表面移动以集中到一侧上。 

此外，如图3所示，清洁槽10的下表面可以漏斗形状倾斜。 

在这种情况下，清洁槽10的下表面的倾斜表面可设置有磁体构件20，并且通过磁体构件20集中的磁性纳米颗粒P沿着倾斜表面移动以便集中在中央区。 

即，当清洁槽10的下表面倾斜时，磁性纳米颗粒P集中于倾斜表面的下部，从而在回收磁性纳米颗粒P的时候，磁性纳米颗粒P可平滑地集中而不损失磁性纳米颗粒P。 

在下文中，将参考图3详细地描述根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁方法。 

图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁过程的流程图。 

如图4所示，根据本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁方法包括：将包含磁性纳米颗粒P的溶液供应到清洁槽10内，该清洁槽具有形成于其下部的磁体构件20（S100）；从供应到清洁槽10内的溶液中回收磁性纳米颗粒P（S200）；通过将清洁溶剂供应到清洁槽10来清洁磁性纳米颗粒P（S300）；以及回收磁性纳米颗粒P（S400）。 

首先，执行将包含有磁性纳米颗粒P的溶液供应到设置有磁体构件20的清洁槽10内。 

这里，供应到清洁槽10内的溶液是包含有磁性纳米颗粒P的溶液，并因此通过执行磁性纳米颗粒P上的合成处理所得到的溶液可供应到清洁槽10内。 

然后，可执行从供应到清洁槽10内的溶液中回收磁性纳米颗粒P（S200）。 

在回收磁性纳米颗粒P中（S200），通过形成于清洁槽10的下部的磁体构件20将磁场施加于清洁槽10，以在清洁槽10的下部集中磁性纳米颗粒P，从而从溶剂中分离出磁性纳米颗粒P。 

同时，施加磁场的磁体构件20可由永远具有磁性的永磁体或被施加电流时具有磁性的电磁体中的任一个来形成。 

在这种情况下，当磁体构件20由永磁体形成时，磁体构件20附接在清洁槽10的下表面以施加磁场，从而分离磁性纳米颗粒P。此外，当磁体构件20由电磁体构成时，磁体构件20在磁体构件20被附接至清洁槽10的下表面的状态下被施加电流以施加磁场，从而分离磁性纳米颗粒P。 

然后，从中分离了磁性纳米颗粒P的溶剂通过排出装置30排出到清洁槽10的外面。 

这里，排出装置30被配置为包括排出管31、泵32以及过滤器33，其中排出管31的设置有过滤器33的一端浸入清洁槽10中，并且与排出管31相连接的泵32被驱动以通过清洁槽10的敞开上部排出溶剂，从而回收磁性纳米颗粒P。 

在这种情况下，能够根据溶剂和磁性纳米颗粒P的量来控制浸入清洁 槽10中的排出管31的高度。 

然后，通过将清洁溶剂供应到清洁槽10内可执行磁性纳米颗粒P的清洁（S300）。 

在磁性纳米颗粒P的清洁中（S300），可首先将清洁溶剂供应到清洁槽10内。在这种情况下，乙醇、丙酮、甲苯和甲醇可用作清洁溶剂。 

然后，在供应清洁溶剂之后，去除通过磁体构件20施加的磁场，并且驱动搅动器40以搅动清洁溶剂和磁性纳米颗粒P，从而清洁磁性纳米颗粒P。在这种情况下，通过施加由超声波发生器50产生的超声波可提高磁性纳米颗粒P的清洁效率，该超声波发生器形成于清洁部件10的一侧。 

之后，可执行已清洁的磁性纳米颗粒P的回收（S400）。 

这里，在对已清洁的磁性纳米颗粒P的回收中（S400），形成于清洁槽10的下部的磁体构件20将磁场施加于清洁槽10，以在清洁槽10的下部集中磁性纳米颗粒P，从而从清洁溶剂中分离磁性纳米颗粒P。下一步，通过排出装置30将从中分离出磁性纳米颗粒P的清洁溶剂排出到清洁槽10的外部，能够回收磁性纳米颗粒P。 

然后，通过重复磁性纳米颗粒P的清洁能够清洁磁性纳米颗粒P，该清洁包括：更换清洁溶剂并将已更换的清洁溶剂供应到清洁槽10中（S300）并回收已清洁的磁性纳米颗粒P（S400）。 

因此，根据基于本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁设备和使用该清洁设备的磁性纳米颗粒的清洁方法，通过磁体构件20将溶剂与磁性纳米颗粒P相分离并且溶剂由排出装置30排出，以在单个清洁槽10中执行磁性纳米颗粒P的回收和清洁，从而去除用于回收和清洁的单独设备的必要性以减少设备空间和设备投资，并减少用于清洁和回收磁性 纳米颗粒P的移动设备的工艺的数目以缩短准备时间和增加制备产量。 

此外，能够通过搅动器40搅动清洁溶剂和磁性纳米颗粒P和使用超声波发生器50产生的超声波清洁磁性纳米颗粒P，使得磁性纳米颗粒P的清洁效率增加。 

如上所述，根据基于本发明的示例性实施方式的磁性纳米颗粒的清洁设备和使用该清洁设备的磁性纳米颗粒的清洁方法，在合成磁性纳米颗粒的清洁槽中执行分离和清洁磁性纳米颗粒两项是可能的，从而去除用于分离和清洁的单独设备的必要性以减少设备空间和设备投资，并减少制备工艺的数目以缩短准备时间和增加制备产量。 

此外，通过搅动器搅动清洁溶剂和磁性纳米颗粒并且使用产生自超声波发生器的超声波来清洁磁性纳米颗粒是可能的，并因此提高磁性纳米颗粒的清洁效率。 

尽管本发明的示例性实施方式以说明目的被公开，但本领域技术人员必须认识到，在不偏离本发明所公开的所附权利要求的范围和精神的情况下，各种修改、添加和替代是可能的。 

因此，本发明的范围并不解释为局限于所述实施方式，而是由所附权利要求以及其等同物所限定。 

Claims (13)

1.一种磁性纳米颗粒的清洁设备，包括：

清洁槽，溶剂和磁性纳米颗粒被供应到所述清洁槽内；

磁体构件，所述磁体构件形成于所述清洁槽的下部处以分离所述磁性纳米颗粒；以及

排出装置，所述排出装置将从中分离出所述磁性纳米颗粒的所述溶剂排出。

2.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，进一步包括：

搅动器，所述搅动器搅动被供应到所述清洁槽内的所述溶剂和所述磁性纳米颗粒。

3.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，进一步包括：

超声波发生器，所述超声波发生器形成于所述清洁槽的一侧处。

4.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，其中，所述清洁槽的下部向一侧倾斜。

5.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，其中，所述清洁槽的下部以漏斗形状倾斜。

6.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，其中，所述磁体构件由永磁体或电磁体形成。

7.根据权利要求1所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，其中，所述排出装置包括：

排出管，所述溶剂通过所述排出管排出；

泵，所述泵与所述排出管的一端相连接；以及

过滤器，所述过滤器形成于所述排出管的另一端处并且浸入所述清洁槽中。

8.根据权利要求7所述的磁性纳米颗粒的清洁设备，其中，所述排出管被形成为使得根据所述清洁槽中的溶剂和磁性纳米颗粒的量来控制所述排出管的浸入所述清洁槽中的高度。

9.一种磁性纳米颗粒的清洁方法，包括：

将包含磁性纳米颗粒的溶液供应到清洁槽内，所述清洁槽具有形成于所述清洁槽的下部的磁体构件；

从供应到所述清洁槽内的所述溶液中回收所述磁性纳米颗粒；

通过将清洁溶剂供应到所述清洁槽内来清洁所述磁性纳米颗粒；以及

回收已清洁的磁性纳米颗粒。

10.根据权利要求9所述的磁性纳米颗粒的清洁方法，其中，在回收已清洁的磁性纳米颗粒之后，反复进行通过更换所述清洁溶剂来清洁所述磁性纳米颗粒以及回收已清洁的磁性纳米颗粒。

11.根据权利要求9所述的磁性纳米颗粒的清洁方法，其中，从所述溶液中回收所述磁性纳米颗粒包括：

通过向所述磁体构件施加磁场来分离所述磁性纳米颗粒；以及

将从中分离出所述磁性纳米颗粒的所述溶剂排出。

12.根据权利要求9所述的磁性纳米颗粒的清洁方法，其中，清洁所述磁性纳米颗粒包括：

将清洁溶剂供应到所述清洁槽内并且除去施加于所述磁性纳米颗粒的磁场；

搅动所述清洁溶剂和所述磁性纳米颗粒；以及

将超声波施加于所述磁性纳米颗粒。

13.根据权利要求9所述的磁性纳米颗粒的清洁方法，其中，回收已清洁的磁性纳米颗粒包括：

通过向所述磁体构件施加磁场来分离所述磁性纳米颗粒；以及

将从中分离出所述磁性纳米颗粒的所述清洁溶剂排出。

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