CN114918057A - 核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置及方法。所述装置包括包覆环结构、前驱物输送装置及喷射装置；通过向包覆环结构进给含有用于包覆纳米颗粒的前驱物的包覆气流，采用喷射装置将包覆环结构内的包覆气流喷入位于环内的纳米颗粒合成火焰中，对纳米颗粒进行在线原位包覆。本发明采用携带有前驱物的包覆气流通过喷射实现对火焰中合成的纳米颗粒的在线原位包覆，包覆材料不会影响内核颗粒组分结构，可提高包覆后粉体的纯度，具有更广的适用范围；同时，通过包覆环结构与喷射装置配合还可实现对包覆颗粒纯度和均匀性的灵活调节和控制，例如结合对包覆气的射流位置、入射动量及流动均匀性的灵活调节，提高包覆颗粒的纯度及包覆均匀性。

Description

核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置及方法
技术领域
本发明涉及纳米材料合成技术领域，具体涉及一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置及方法，可应用于对高温气相合成纳米颗粒物的表面包覆修饰。
背景技术
纳米颗粒表面包覆作为一种提升纳米荧光颗粒发光性能的手段，可有效地抑制其与外界环境的能量交换引发的荧光淬灭。目前，核/壳结构纳米颗粒包覆合成的途径主要可分为两大类，即多步合成路线和一步合成路线。
在多步合成路线中，内核颗粒的制备与包覆过程是不连续的，多采用湿化学法开展合成，如先利用水热法制备内核纳米荧光颗粒，将其收集后再利用溶胶凝胶法在其表面包覆一层壳颗粒，而这将消耗更多的时间和工艺成本，同时带来了更大的操作难度，颗粒性能质量的不确定性风险将大幅提升。
在一步合成法中，纳米颗粒的合成与包覆过程将在连续一体化的单元中完成，只需收集最终纳米颗粒产物即可，其主要基于气相气溶胶合成方法，如雾化火焰合成法。当前，已有学者利用该技术，通过配制SiO2胶体与硝酸钇、硝酸铕盐的混合溶液作为前驱物，成功合成了SiO2包覆的Y2Si2O7:Eu核壳型纳米荧光颗粒，但由于前驱物溶液中包含了二氧化硅胶体，导致硅元素在整个合成过程中将与钇、铕元素发生充分混合反应，内核颗粒不可避免的会包含硅元素，这种方法仅适用于组成成分包含硅元素的内核颗粒开展表面SiO2包覆，而针对其他不含硅元素组分的内核颗粒将不再适用，很大程度上限制了包覆对象的种类范围。
发明内容
基于此，根据本发明的一个实施方式，其目的在于提供一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置及方法，其通过独立的包覆环结构可实现在纳米颗粒合成后对其进行在线原位包覆，从而解决现有包覆方法中包覆材料对内核颗粒组分结构造成影响的问题，提高包覆后粉体的纯度；而且可以适合于更多种类纳米颗粒的包覆。
上述目的可以通过以下技术方案的实施方式实现：
根据本发明的一个方面，本发明提供一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，包括：
包覆环结构，为环形，以环内套设纳米颗粒合成火焰的方式布置；
前驱物输送装置，与包覆环结构的内部连通，用于向所述包覆环结构的内部输送包覆气流；其中，所述包覆气流中含有用于包覆纳米颗粒的前驱物；
喷射装置，沿包覆环结构的内侧周向间隔设置有多个，所述喷射装置的第一端与包覆环结构的内部连通，第二端位于环内，所述喷射装置用于将包覆环结构内部的包覆气流喷入纳米颗粒合成火焰中，以对纳米颗粒合成火焰中的纳米颗粒进行在线原位包覆。
可选地，所述喷射装置为套管结构，包括内管和外管，内管和外管第二端处所形成的环形通道内设置有螺旋结构。其中，多个喷射装置将包覆环内的包覆气流以多股射流形式喷出，且每股射流以直流射流、旋流射流或者外侧旋流射流包裹内侧直流射流方式喷出。
可选地，所述内管和外管均包括固定部和活动部，所述活动部可旋转地安装在固定部上。从而使得位于环内的喷射装置可旋转，从而使得喷射角度可调节。
可选地，所述活动部与固定部采用球壳式旋转连接方式安装；其中，所述固定部和活动部的端部均设有具有开口的中空球壳，活动部的中空球壳套设在固定部的中空球壳上。
可选地，所述喷射装置均匀布置偶数个，使得每两个相对的喷射装置喷出的两股射流以对冲形式喷射并进入纳米颗粒合成火焰。
可选地，所述包覆环结构的内部具有多个独立腔体，多个腔体围绕环的中心轴设置，使得包覆环结构在径向方向形成层结构；其中，每个喷射装置中的内管和外管的第一端分别与不同的腔体连通。
可选地，所述前驱物输送装置包括：主管以及与主管相连的多条分管，每条分管与一个腔体相连通，每条分管上设有阀门。
可选地，所述包覆环结构由内向外依次包括：环形独立的内环风室和外环风室；其中，所述内环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置第一腔体，其余区域形成第二腔体；其中，所述第一腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置；所述外环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第三腔体，其余区域形成第四腔体；其中，所述第三腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置。
可选地，位于外环风室和内环风室内的凸风室数量相同且周向布置位置一致。进一步地，多个喷射装置分为两组，且穿插设置；其中，第一组喷射装置中，外管与内环风室中的凸风室连通，内管穿过所述内环风室并与外环风室中的凸风室连通；第二组喷射装置中，外管与第二腔体连通，内管穿过内环风室与外环风室中第四腔体连通。
可选地，还包括：包覆气流形成装置，与所述前驱物输送装置相连，用于通过向含前驱物的溶液中鼓入气体形成包覆气流，将所形成的包覆气流送至前驱物输送装置中。其中，所述包覆气流形成装置包括：用于盛放含有前驱物的溶液的容器、以及安装在容器上的进气管和出气管；所述进气管的末端伸入溶液液面以下，用于向溶液内鼓入气体以形成包覆气流；所述出气管的末端位于溶液液面上方，另一端与所述主管相连。
可选地，所述包覆气流形成装置还包括：位于容器外的预热装置，用于对容器内溶液进行加热和保温。
可选地，与所述包覆气流形成装置相连的主管上连接有气体旁路，用于鼓入气体，以调节气流流量。
可选地，所述前驱物输送装置还包括：加热件，包裹在所述主管和分管的外部。
可选地，还包括：调节支撑架，与所述包覆环结构的外侧固定，用于支撑所述包覆环结构，并调节所述包覆环结构相对纳米颗粒合成火焰的高度。
可选地，所述纳米颗粒合成火焰通过火焰合成燃烧装置产生，所述火焰合成燃烧装置设置在包覆环结构下方。所述调节支撑架固定安装在所述火焰合成燃烧装置上，所述调节支撑架通过齿轮齿条啮合传动方式调节包覆环结构相对火焰合成燃烧装置的高度。
可选地，所述调节支撑架，包括：连接杆、设置在连接杆上的齿条、套在连接杆上的箱体、位于箱体内且与齿条啮合的齿轮、与齿轮相连用于驱动齿轮的驱动件、以及固定在箱体上的固定座，其中，所述固定座固定安装在所述火焰合成燃烧装置上。
根据本发明的另一个方面，本发明提供的一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，包括：
将包覆环结构预先套设在纳米颗粒合成火焰处；
纳米颗粒合成火焰中合成纳米颗粒，将包覆环结构内部的包覆气流以多股射流方式喷向并进入纳米颗粒合成火焰中，对纳米颗粒合成火焰中的纳米颗粒进行在线原位包覆；其中，所述包覆气流中含有用于包覆纳米颗粒的前驱物。
可选地，所述方法还包括：向含有前驱物的溶液中鼓入气体，得到包覆气流；其中，所述包覆气流中所携带的前驱物量，通过控制鼓入的气体量进行调节。
可选地，所述方法还包括：向所述包覆气流中鼓入旁路气体，并输送至包覆环结构内部。
可选地，每股射流以直流射流方式、旋流射流方式、或外侧旋流射流包裹内侧直流射流中的一种或几种方式喷出。
可选地，所述方法还包括：控制进入包覆环结构各腔体的包覆气流流量，调节每股射流中直流射流与旋流射流的流量比，调节每股射流的流量和流速。
可选地，所述方法还包括：调节每股射流的喷射角度。
可选地，所述方法还包括：调节包覆环结构沿纳米颗粒合成火焰的高度方向的位置。
根据本发明的一个实施方式，其目的在于提供一种包覆环结构，用于对纳米颗粒进行包覆。上述目的可以通过以下技术方案的实施方式实现：
本发明提供的一种包覆环结构，用于对纳米颗粒进行包覆。所述包覆环结构为环形，所述包覆环结构内部具有多个独立的腔体，所述腔体用于连接喷射装置，所述腔体内部用于通入包覆纳米颗粒的包覆气流，所述包覆气流中含有用于包覆所述纳米颗粒的前驱物。
优选地，多个腔体围绕环的中心轴设置，使得所述包覆环结构在径向方向形成层结构；所述喷射装置为套管结构，包括内管和外管，内管和外管第一端分别与不同的腔体连通。
优选地，内管和外管第二端处所形成的环形通道内设置有螺旋结构。
优选地，所述包覆环结构，由内向外依次包括：环形独立的内环风室和外环风室；其中，所述内环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第一腔体，其余区域形成第二腔体；其中，所述第一腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置；所述外环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第三腔体，其余区域形成第四腔体；其中，所述第三腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置。
优选地，位于外环风室和内环风室内的凸风室数量相同且周向布置位置一致；多个喷射装置分为两组，且穿插设置；其中，第一组喷射装置中，外管与内环风室中的凸风室连通，内管穿过所述内环风室与外环风室中的凸风室连通；第二组喷射装置中，外管与第二腔体连通，内管穿过内环风室与外环风室中第四腔体连通。
有益效果：根据本发明的一个实施方式，通过向独立的包覆环结构进给含有用于包覆纳米颗粒的前驱物的包覆气流，采用喷射装置将包覆环结构内的包覆气流喷入位于环内的纳米颗粒合成火焰中，从而实现了在纳米颗粒合成后对其进行在线原位包覆，避免了包覆材料对内核颗粒组分结构的影响，提高了包覆后粉体的纯度。另外，具有更广的适用范围，而且还能够提高包覆均匀性、高效性、精准性及灵活性。
另外，根据本发明的一个实施方式，通过包覆环结构与喷射装置配合，还可实现对包覆颗粒纯度和均匀性的灵活调节和控制；进一步地结合对包覆气的射流位置、入射动量及流动均匀性的灵活调节，进一步提高了包覆颗粒的纯度及包覆均匀性。
附图说明
图1是本发明实施例中的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中包覆环结构与调节支撑架的安装结构的侧视图；
图3是本发明实施例中包覆环结构与调节支撑架的安装结构的俯视图；
图4是本发明实施例中包含喷射装置的包覆环结构的局部横剖视图；
图5是图4中的I处局部放大图；
图6是图4中的II处局部放大图；
图7是本发明实施例中螺旋通道的结构示意图；
图8是本发明实施例中一处包覆环结构的局部纵剖视图；
图9是本发明实施例中另一处包覆环结构的局部纵剖视图；
图10是本发明实施例中喷射装置喷射方向调整示意图；
图11是本发明实施例中内管直流射流流动意图；
图12是本发明实施例中外管旋流射流流动意图；
图13是本发明未进行包覆的纳米颗粒物照片；
图14是采用本发明进行包覆后的纳米颗粒物照片。
图1-图12中附图标记说明：
1-内环凸风室入口管，2-内环风室入口管，3-外环凸风室入口管，4-外环风室入口管，5-阀门，6-包覆气分叉管，7-包覆气主管；8-进气管，9-溶液，10-预热装置，11-烧瓶，12-出气管，13-包覆气四分管，40-气体旁路；
14-火焰合成燃烧器，39-纳米颗粒合成火焰，15-固定座，16-传动箱，17-传动轴，18-手轮，19-齿条，20-连接件，22-齿轮，23-固定螺栓；
21-包覆环结构，26-外环风室，27-外环凸风室，28-外环内风室，29-内环风室，30-内环内风室，31-内环凸风室；37-内环间隔风室，38-外环间隔风室；
24-凸风室喷头，25-间隔风室喷头，32-固定外喷嘴，33-活动外喷嘴，34-螺旋通道，35-活动内喷嘴，36-固定内喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面，先对本发明的一些具体实施方式进行整体说明。
本发明提供的一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，包括：包覆环结构、前驱物输送装置以及喷射装置。本发明通过向独立的包覆环结构中进给含有用于包覆纳米颗粒的前驱物的包覆气流，再通过喷射装置将其内包覆气流喷入位于环内的纳米颗粒合成火焰中，实现了对火焰中已合成的纳米颗粒进行在线原位包覆，从而避免了包覆材料对内核颗粒组分结构的影响，提高了包覆后粉体的纯度，而且本发明可以适合于更多种类的纳米荧光颗粒的包覆。相比现有的多步合成路线，本发明实现了在线原位包覆，克服了多步合成路线存在的操作难度大、包覆质量有待提升等问题。
所述包覆环结构为环形，例如可以为圆环形结构，且内部为容纳包覆气流的腔体，包覆时将所述包覆环结构套设在纳米颗粒合成火焰的外周，即纳米颗粒合成火焰置于环内，采用包覆环结构是对火焰中合成的纳米颗粒进行包覆。其中，所述纳米颗粒合成火焰是通过火焰合成燃烧装置喷射出，在火焰中产生纳米荧光颗粒后，通过喷射装置给入含有包覆材料的包覆气流并使其与纳米颗粒混合，从而完成包覆。使用时将包覆环结构置于火焰合成燃烧装置的上方，例如正上方，使环套设喷射出的火焰，以对其内纳米颗粒进行包覆。
在本发明中，术语“包覆环结构”是指向合成纳米颗粒(即核)的纳米颗粒合成火焰中通入要包覆的物质(即壳)的气相前驱物的结构。术语“环内”是指：包覆环结构的周向内侧的对纳米颗粒进行核壳包覆的空间(即纳米颗粒核壳结构的合成空间)。
优选实施例中，所述核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，还包括：调节支撑架，用于支撑并调节所述包覆环结构相对纳米颗粒合成火焰高度方向的位置，以满足不同纳米颗粒合成后包覆。进一步地，所述调节支撑架的上部和下部分别与包覆环结构和火焰合成燃烧装置安装固定，通过齿轮齿条啮合传动方式调节两者之间的距离，进而调节包覆环结构相对纳米颗粒合成火焰的位置，从而可以在根据不同纳米颗粒合成时位于火焰中高度，进行灵活调节，提高包覆效果。
本发明中，所述包覆环结构的内部可以是一个腔体，优选地将所述包覆环结构的内部设置为具有多个独立的腔体，且将多个腔体围绕环的中心轴设置，使得包覆环结构在径向方向形成层结构；每个喷射装置中的内管和外管的第一端分别与不同的腔体连通。上述包覆环结构的内部是指结构本身的内部。该实施例中通过将内管和外管与不同腔体相连，实现了对直流射流和旋流射流流量的单独调控，从而提高了包覆气流与纳米颗粒的混合均匀性，提高了包覆气流的包覆效果。
优选实施例中，所述包覆环结构由内向外依次包括：环形独立的内环风室和外环风室。其中，所述内环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置第一腔体，其余区域形成第二腔体；其中，所述第一腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置。所述外环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第三腔体，其余区域形成第四腔体；其中，所述第三腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置。该实施例中，第一腔体和第三腔体均是通过上部多个凸风室和下部的一个环形风室构成，从而可以使得包覆气流更好地集中到凸风室处，再经设置在凸风室处的喷射装置喷出，该实施例结构更加紧凑，可以更加灵活调节喷射包覆气流，进一步提高包覆均匀性，提高了喷射效果。
优选实施例中，位于外环风室和内环风室内的凸风室数量相同，且周向布置位置一致，以便于喷射装置中内管和外管的安装。进一步地，将多个喷射装置分为两组，且两组中的喷射装置穿插设置。在第一组喷射装置中，外管与内环风室中的凸风室连通，内管穿过所述内环风室并与外环风室中的凸风室连通。在第二组喷射装置中，外管与第二腔体连通，内管穿过内环风室与外环风室中第四腔体连通。该实施例中，将喷射装置分为两组，一组喷出第一腔体和第三腔体内的包覆气体，另一组喷出第二腔体和第四腔体内包覆气体，保证了包覆气流在径向方向的均匀性，通过调节进入各腔体内的包覆气体实现对沿圆周方向喷射包覆气流均匀性的灵活调节。
所述喷射装置，沿包覆环结构的内侧周向间隔设置有多个，其中，所述喷射装置的第一端与包覆环结构的内部连通，第二端位于环内，即从包覆环结构内侧伸出，所述喷射装置用于将包覆环结构内部的包覆气流喷射进入纳米颗粒合成火焰中，以对纳米颗粒合成火焰中的纳米颗粒进行在线原位包覆。进一步地，所述喷射装置均匀布置偶数个，从而使得每两个相对的喷射装置喷出的两股射流是以对冲形式喷射并进入纳米颗粒合成火焰，从而保证包覆气流可与火焰中心处合成的纳米颗粒进行混合完成包覆。
优选地，所述喷射装置采用套管结构，以实现每个喷射装置可以以一种射流方式或两种射流复合方式喷射，进而实现了喷射装置具体喷射方式的灵活可调。所述喷射装置包括内管和外管，内管和外管第二端处所形成的环形通道内设置有螺旋结构，多个喷射装置将包覆环内的包覆气流以多股射流形式喷出。该实施例具有螺旋通道的套管结构的喷射装置，使得喷射装置喷出的每股射流可以以直流射流、旋流射流、或者外侧旋流射流包裹内侧直流射流的方式喷出，可根据实际情况进行灵活调整。在采用外侧旋流射流包裹内侧直流射流的运行方式时，可以使得沿火焰周向及径向的混合更加均匀性及精准包覆效果达到较佳。
优选实施例中，所述内管和外管均包括固定部和活动部，所述活动部可旋转地安装在固定部上，使得位于环内的喷射装置可旋转，从而使得喷射角度可调节。进一步地，所述活动部与固定部采用球壳式旋转连接方式安装。具体地，在固定部和活动部的端部均设有一具有开口的中空球壳，活动部的中空球壳套设在固定部的中空球壳上，且内管与外管中的两个球体同球心设置以保证喷射的均匀性。
所述前驱物输送装置，与包覆环结构的内部的腔体连通，用于向所述包覆环结构的内部输送包覆气流；其中，所述包覆气流中含有用于包覆纳米颗粒的前驱物。当包覆环结构具有多腔体时，所述前驱物输送装置包括：主管以及与主管相连的多条分管，每条分管与一个腔体相连通，且在每条分管上分别设置阀门，以实现对进入各腔体的包覆气流流量的单独控制，进而保证喷射气流在各方向的均匀性。具体地，通过控制进入包覆环结构中各腔体内的包覆气流的流量，可以调节每股射流中直流射流与旋流射流的流量比，可以调节每股射流的流量和流速。优选地，所述前驱物输送装置还包括：加热件，包裹在所述主管和分管的外部，通过所述加热件对前驱物输送装置中的包覆气流进行保温，可以保证包覆气流携带前驱物的携带效果。
进一步地，所述核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，还可以包括：与前驱物输送装置相连的包覆气流形成装置，所述包覆气流形成装置通过向含前驱物的溶液中鼓入气体形成包覆气流，使得用于包覆纳米颗粒的前驱物包覆气流携带进入前驱物输送装置。其中，所述包覆气流中所携带的前驱物量通过控制鼓入的气体量进行调节。
具体地，所述包覆气流形成装置可以包括：用于盛放含有前驱物的溶液的容器、以及安装在容器上的进气管和出气管；所述进气管的末端伸入溶液液面以下，用于向溶液内鼓入气体以形成包覆气流；所述出气管的末端位于溶液液面上方，另一端与所述主管相连。所述包覆气流形成装置还可以包括：位于容器外的预热装置，用于对容器内溶液进行加热和保温，以提高包覆气流形成效率。
优选地，在与包覆气流形成装置相连的管道上设置用于鼓入气体的气体旁路，通过所述气体旁路向包覆气流中鼓入气体，进而可以保证喷射装置的气流流量和流速，以保证包覆效果。
本发明提供的一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，包括：将包覆环结构预先套设在纳米颗粒合成火焰处；火焰喷出并合成纳米颗粒，将包覆环结构内部的包覆气流以多股射流方式喷向并进入纳米颗粒合成火焰中，对纳米颗粒合成火焰中合成的纳米颗粒进行在线原位包覆；其中，所述包覆气流中含有用于包覆纳米颗粒的前驱物。
下面，再结合具体实施例和图1-14对本发明的具体实施例做进一步描述：
图1示意性地示出了本发明一实施例中的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置的结构，图2和图3分别示意性示出了其侧视图和俯视图。如图1所示，该核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，包括：包覆气流形成装置、前驱物输送装置、包覆环结构21、喷射装置、火焰合成燃烧装置及调节支撑架。
所述调节支撑架将包覆环结构21安装在火焰合成燃烧装置上，且通过啮合方式实现了两者纵向间距可调，从而可以根据不同纳米颗粒合成时在火焰中所处位置，灵活调整包覆环结构21套设纳米颗粒合成火焰39的位置。所述调节支撑架包括连接杆、设置在连接杆上的齿条19、套在连接杆上的箱体、位于箱体内且与齿条19啮合的齿轮22、与齿轮22相连用于驱动齿轮22的驱动件、以及固定在箱体上的固定座15，其中，所述固定座15固定安装在所述火焰合成燃烧装置上。
具体地，如图1和图2所示，在包覆环结构21的一侧壁面处，垂直固定连接有连接件20，连接件20为具有矩形截面的杆状结构的连接杆，在连接件20的一侧设置有齿条19。传动箱16通过所述固定座15连接固定于火焰合成燃烧器14的一侧壁面处；在传动箱16的上部和下部设置有开口，可以使齿条19和连接件20穿过传动箱16的内部；在传动箱16的内部，同时在齿条19的一侧设置有齿轮22，齿轮22与齿条19呈齿合布置；传动轴17的一端垂直固定于齿轮22的中心，传动轴17的另一端穿过传动箱16的壁面，并与手轮18固定连接。通过顺时针或者逆时针旋转手轮18，可以通过传动轴17带动齿轮22进行旋转，相应的，齿轮22的转动将带动与其齿合的齿条19实现向上移动或向下移动，从而最终带动连接件20及与其固定连接的包覆环结构21向上移动或向下移动，实现对包覆环结构21高度位置的灵活调节。如图2所示，固定螺栓23设置于传动箱16的一侧壁面处，通过旋转固定螺栓23，可以调节固定螺栓23伸入传动箱16内的长度，从而实现对连接件20位置的固定，起到定位的作用。
图4示意性示出了包含喷射装置的包覆环结构的局部横剖视图，图5和图6分别示意性示出了图4中I处和II处的局部放大图，图8和图9分别示意性示出了两处包覆环结构的局部纵剖视图。
所述包覆环结构内部具有多个腔体，且多个腔体在火焰的径向方向形成多层结构，通过控制进入各腔体包覆气流流量控制与其相连的喷射装置的喷射量，从而实现火焰径向方向包覆的均匀性调节。所述包覆环结构由内向外依次包括独立的环形的内环风室和外环风室，所述内环风室的内部具有第一腔体和第二腔体，所述外环风室的内部具有第三腔体和第四腔体，且第一腔体和第三腔体均是通过多个凸风室和一个环形风室形成。
如图1所示，该实施例中的包覆环结构21设置于火焰合成燃烧器14的正上方，与火焰合成燃烧器14同轴布置；包覆环结构21套设在由火焰合成燃烧器14中心喷射出的纳米颗粒合成火焰39上。如图4-6以及图8-9所示，所述包覆环结构21，由内至外，依次设置有呈环形的内环风室29和外环风室26。所述外环风室26的内部具有外环凸风室27和外环内风室28；所述内环风室29的内部具有内环内风室30和内环凸风室31。
具体地，在所述内环风室29内部靠近中心区域的一侧，沿着高度方向，由上至下，依次布置有内环凸风室31和内环内风室30，且内环凸风室31和内环内风室30连接并连通。所述内环内风室30整体为圆环形腔室，套设于内环风室29内部靠近中心区域的内壁处；内环凸风室31的数量为三个，沿着圆周方向间隔120℃均匀布置，并套设于内环风室29内部靠近中心区域的内壁处；在三个内环凸风室31的两两相邻区域，分别形成了内环间隔风室37，内环间隔风室37的数量为三个。
在所述外环风室26内部靠近中心区域的一侧，沿着高度方向，由上至下，依次布置有外环凸风室27、外环内风室28，外环凸风室27和外环内风室28连接并连通。所述外环内风室28整体为圆环形腔室，套设于外环风室26内部靠近中心区域的内壁处；外环凸风室27的数量为三个，沿着圆周方向间隔120℃均匀布置，并套设于外环风室26内部靠近中心区域的内壁处；在三个外环凸风室27的两两相邻区域，分别形成了外环间隔风室38，所述外环间隔风室38的数量为三个。
如图4所示，三个外环凸风室27和三个内环凸风室31为沿着圆周方向，角度布置位置相同，从而便于凸风室喷头24的安装，以及便于间隔风室喷头25的安装，且可保证包覆均匀性。
再次参照图3和图4，其还示意性示出了喷射装置在包覆环结构上的安装结构。再次参照图5和图6，其还分别示意性示出了两组喷射装置的安装情况，套管结构、以及球壳采用旋转式安装方式。
如图4所示，该实施例中的包覆环结构21上安装的两组喷射装置中，其中一组为凸风室喷头24、另一组为间隔风室喷头25。如图3所示，凸风室喷头24和间隔风室喷头25的数量均为三个，三个所述凸风室喷头24和三个间隔风室喷头25布置于包覆环结构21的内侧，具体为沿着圆周方向呈60℃均匀间隔布置；每个所述凸风室喷头24分别由内至外，连接并连通于一个内环凸风室31和一个外环凸风室27；每个间隔风室喷头25分别由内至外，连接并连通于一个内环间隔风室37和一个外环间隔风室38。
如图5所示，所述凸风室喷头24，由固定外喷嘴32、活动外喷嘴33、螺旋通道34、活动内喷嘴35、固定内喷嘴36共同组成。其中，所述固定外喷嘴32为管状结构，其一端连接并连通于内环凸风室31，固定外喷嘴32的另一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳。所述活动外喷嘴33为管状结构，其一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳，该中空球壳可以整体套设于固定外喷嘴32端的中空球壳外侧。所述固定内喷嘴36布置于固定外喷嘴32内部的中心轴线处，固定内喷嘴36的一端依次穿过内环凸风室31和内环风室29，连接并连通于外环凸风室27；所述固定内喷嘴36的另一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳。所述活动内喷嘴35为管状结构，其一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳，该中空球壳可以整体套设于固定内喷嘴36端的中空球壳外侧。所述螺旋通道34套设固定于活动内喷嘴35的出口处，螺旋通道34可形成螺旋形的气流通道，用于将直流射流导向为具有切向速度的旋流射流。所述固定外喷嘴32和活动外喷嘴33的内直径均大于固定内喷嘴36和活动内喷嘴35的外直径，因此固定外喷嘴32内侧和活动外喷嘴33内侧分别与固定内喷嘴36外侧和活动内喷嘴35外侧形成环形气流通道，且两通道相连通。
如图6所示，所述间隔风室喷头25，由固定外喷嘴32、活动外喷嘴33、螺旋通道34、活动内喷嘴35、固定内喷嘴36共同组成。其中，所述固定外喷嘴32为管状结构，其一端连接并连通于所述内环间隔风室37，所述固定外喷嘴32的另一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳。所述活动外喷嘴33为管状结构，其一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳，该中空球壳可以整体套设于固定外喷嘴32端的中空球壳外侧。所述固定内喷嘴36布置于固定外喷嘴32内部的中心轴线处，所述固定内喷嘴36的一端依次穿过所述内环间隔风室37和内环风室29，连接并连通于外环间隔风室37和外环风室26；所述固定内喷嘴36的另一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳。所述活动内喷嘴35为管状结构，其一端连接并连通于具有一端开口的中空球壳，该中空球壳可以整体套设于固定内喷嘴36端的中空球壳外侧；所述螺旋通道34套设固定于所述活动内喷嘴35的出口处，螺旋通道34可形成螺旋形的气流通道，用于将直流射流导向为具有切向速度的旋流射流。所述固定外喷嘴32和活动外喷嘴33的内直径均大于固定内喷嘴36和活动内喷嘴35的外直径，因此固定外喷嘴32内侧和活动外喷嘴33内侧分别与固定内喷嘴36外侧和活动内喷嘴35外侧形成环形气流通道，且两通道相连通。
再次参照图1，其示意性示出了包覆气流形成装置和前驱物输送装置与包覆环结构的连接示意图。所述包覆气流形成装置中，采用向含前驱物的溶液中鼓入气体形成包覆气流，用于包覆纳米颗粒的前驱物被包覆气流携带进入前驱物输送装置，所述前驱物输送装置将包覆气流送至包覆环结构的内部。
具体地，如图1所示，溶液9填充于烧瓶11的中下部，溶液9为含有SiO2前驱物的液相六甲基二硅氧烷(或其他易挥发成气相的前驱物均可)溶液。进气管8穿过烧瓶11的上部，并伸入所述溶液9的内部。出气管12同样穿过烧瓶11的上部，并伸入到溶液9液面的上方。在所述烧瓶11的外壁处布置有预热装置10；所述预热装置10可以通过电加热产生热量，可使烧瓶11内溶液9的温度保持在30℃～50℃间的恒温状态。所述出气管12为一根圆管。包覆气分叉管6包括两根支管。包覆气四分管13包括四根支管。所述包覆气四分管13为具有一定柔性的软管，便于跟随包覆环结构21进行向上移动或向下移动。在包覆气分叉管6和包覆气四分管13的各根管路上安装有阀门5，用于调节各根管路的流量。所述出气管12伸出烧瓶11的一端，与包覆气主管7的一端连接并连通；包覆气主管7的另一端分叉，分别与包覆气分叉管6一端的两根支管连接并连通；所述包覆气分叉管6两根支管的另一端分别分叉，分别与所述包覆气四分管13中四根支管的一端连接并连通。所述包覆气四分管13中四根支管的另一端分别与内环凸风室入口管1、内环风室入口管2、外环凸风室入口管3、外环风室入口管4连接并连通。其中，所述内环凸风室入口管1、内环风室入口管2、外环凸风室入口管3、外环风室入口管4为管状结构，共同布置于包覆环结构21的一侧，且可全部布置在包覆环结构21的底部。所述内环凸风室入口管1、内环风室入口管2、外环凸风室入口管3、外环风室入口管4分别与内环内风室30、内环风室29、外环内风室28、外环风室26连接并连通。
如图1所示，在所述包覆气主管7上设置有气体旁路40，所述气体旁路40作用是保证在不同六甲基二硅氧烷或其他易挥发成气相的前驱物均可进给流量下，可以通过调整通入气体旁路40内的氮气流量，来保证最终由每个凸风室喷头24和每个间隔风室喷头25喷出的总气流流量和流速相同。如图1所示，在包覆气主管7、包覆气分叉管6、包覆气四分管13上，分别沿程包裹加热带保温至50℃左右，防止气相前驱物在管路内壁处的冷凝损失。
本发明中的喷射装置可以分为两组，一组连通第一腔体和第三腔体，另一组连通第二腔体和第四腔体，其中，每股射流可以是以如图11所示的直流射流方式喷出，可以是以如图12所示旋流射流方式喷出，或者可以是以外侧旋流射流包裹内侧直流射流方式喷出。图13和图14分别示意性示出了未进行包覆和包覆后的纳米颗粒物照片。
下面结合附图描述本发明的气相合成原位包覆方法的具体实施例，即两种运行场景，当然本发明适用的运行场景不限于此。
运行场景一：三个凸风室喷头24和三个所述间隔风室喷头25同时运行。在核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆过程中，三个凸风室喷头24和三个间隔风室喷头25同时运行的使用场景，具体方法及运行过程如下：
步骤S10，启动火焰合成燃烧器14，在火焰合成燃烧器14的上部中心区域形成纳米颗粒合成火焰39，在纳米颗粒合成火焰39中，将生成纳米颗粒物。
步骤S20，将溶液9，主要为SiO2前驱物的液相六甲基二硅氧烷，加入到烧瓶11中，而后，启动预热装置10，使溶液9保持恒温在30℃附近。开启沿程包裹于包覆气主管7、包覆气分叉管6、覆气四分管13上的加热带，使管内温度保持在50℃附近，目的是为了防止气相六甲基二硅氧烷在管路内壁处的冷凝损失。
步骤S30，将氮气通过增压，首先经由进气管8送入到溶液9的内部，在氮气与溶液9接触、混合和鼓泡过程中，将携带出具有一定浓度气相六甲基二硅氧烷，形成包覆气流，而后进入出气管12，并依次流经通过包覆气主管7、包覆气分叉管6、包覆气四分管13；通过以上管路，能够将包覆气流分成四股包覆气流，并分别给入内环凸风室入口管1、内环风室入口管2、外环凸风室入口管3、外环风室入口管4。此时，气流中携带的用于包覆纳米颗粒物的前驱物量，可根据实际需要通过调节进入氮气的流量进行调节。
步骤S40，流入内环凸风室入口管1的包覆气流，将依次流入内环内风室30及与之连通的三个内环凸风室31内，并最终由在活动外喷嘴33和活动内喷嘴35间形成的环形通道喷出，由于受到螺旋通道34的气旋作用，喷出的包覆气流将形成高速旋流射流；与此同时，流入外环凸风室入口管3的包覆气流，将依次流入外环内风室28及与之连通的三个外环凸风室27内，并最终由活动内喷嘴35喷出，形成高速直流射流；通过以上气流组织，将在凸风室喷头24的出口处构建内层直流射流加外层旋流射流的气流流动。
步骤S50，流入内环风室入口管2的包覆气流，将依次流入内环风室29及与之连通的三个内环间隔风室37内，并最终由在活动外喷嘴33和活动内喷嘴35间形成的环形通道喷出，由于受到螺旋通道34的启旋作用，喷出的包覆气流将形成高速旋流射流；与此同时，流入外环风室入口管4的包覆气流，将依次流入外环风室26及与之连通的三个外环间隔风室38内，并最终由活动内喷嘴35喷出，形成高速直流射流；通过以上气流组织，将在凸风室喷头24的出口处构建内层直流射流加外层旋流射流的气流流动。
步骤S60，通过以上的包覆气流射流组织，将在包覆环结构21的内侧沿着圆周方向形成六股包覆气射流，喷射进入位于包覆环结构21中心处的纳米颗粒合成火焰39内部，使包覆气流与火焰中生成的纳米颗粒物进行混合，对纳米颗粒进行包覆。
运行场景二：只运行三个凸风室喷头24，不运行三个间隔风室喷头25。在核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆过程中，只运行三个凸风室喷头24，不运行三个间隔风室喷头25的使用场景，具体方法及运行过程如下：
步骤S10-步骤S30，与运行场景一的步骤相同。
步骤S40，关闭与内环风室入口管2和外环风室入口管4连通的包覆气四分管13中两根支管上的阀门，使内环风室入口管2和外环风室入口管4不流通包覆气流。
步骤S50，流入内环凸风室入口管1的包覆气流，将依次流入内环内风室30及与之连通的三个内环凸风室31内，并最终由在活动外喷嘴33和活动内喷嘴35间形成的环形通道喷出，由于受到螺旋通道34的启旋作用，喷出的包覆气流将形成高速旋流射流；与此同时，流入外环凸风室入口管3的包覆气流，将依次流入外环内风室28及与之连通的三个所述外环凸风室27内，并最终由活动内喷嘴35喷出，形成高速直流射流；通过以上气流组织，将在凸风室喷头24的出口处构建内层直流射流加外层旋流射流的气流流动。
步骤S60，通过以上的包覆气流射流组织，将在包覆环结构21的内侧沿着圆周方向形成六股包覆气射流，喷射进入位于包覆环结构21中心处的纳米颗粒合成火焰39内部，使包覆气流与火焰中生成的纳米颗粒物进行混合，对纳米颗粒物进行包覆。
以上两种运行场景，独立的包覆环结构及其上喷射装置将气相前驱物高速通入其环中心的雾化高温火焰场中，实现了对高温气相合成纳米颗粒的在线原位包覆。同时，结合对包覆气流的射流位置、入射动量及流动均匀性的灵活调节，提高了包覆颗粒的纯度及包覆均匀性。
根据本发明的如上所述的实施方式及实施例，通过向独立的包覆环结构进给含有用于包覆纳米颗粒的前驱物的包覆气流，采用喷射装置将包覆环结构内的包覆气流喷入位于环内的纳米颗粒合成火焰中，从而实现了在纳米颗粒合成后对其进行在线原位包覆，避免了包覆材料对内核颗粒组分结构的影响，提高了包覆后粉体的纯度。另外，具有更广的适用范围，而且还能够提高包覆均匀性、高效性、精准性及灵活性。
另外，根据本发明的如上所述的实施方式及实施例，通过包覆环结构与喷射装置配合，还可实现对包覆颗粒纯度和均匀性的灵活调节和控制；进一步地结合对包覆气的射流位置、入射动量及流动均匀性的灵活调节，进一步提高了包覆颗粒的纯度及包覆均匀性。
与现有技术相比，本发明的一些实施方式，还具有以下优点和有益效果：
1)合成过程紧凑、一步连续包覆。
通过设置独立的包覆环结构，可以对火焰中合成的纳米颗粒物进行一步连续性包覆；适用于包覆前驱物是在纳米荧光内核颗粒产生后给入，不会对内核颗粒的组分结构造成影响，适用于多种纳米荧光颗粒的包覆，且包覆后的粉体纯度高、产量大。
2)可精准匹配内核颗粒与外层包覆材料。
通过设置调节支撑架，如采用齿轮和齿条调节方式，能够对包覆环结构沿火焰高度方向的位置进行灵活调节，可在不同纳米颗粒物合成反应的时间尺度下，满足内核颗粒物的生成时间与外层包覆材料的成长时间相匹配的需求，从而实现内核颗粒与外层包覆材料的精准匹配及高效包覆。
3)可实现沿着火焰周向及径向的均匀混合及保证包覆效果。
通过沿环内侧周向设置喷射装置进行喷射，如沿着圆周方向均匀布置喷射多股包覆气射流，实现沿着火焰均匀混合。每股射流中通过采用以直流射流与旋流射流的配合方式，可实现沿着火焰周向的均匀混合及精准包覆效果。通过将各股射流间采用对冲布置方式，能够强化各股包覆气射流与火焰中纳米颗粒物沿火焰径向的混合，从而实现对火焰中心区域的颗粒物的均匀混合及精准包覆。本发明通过以上方式，可以加强沿着周向及径向间气流的扰动效果，构建接近于全混流的设计，最终实现对包括火焰中心区域在内的各区域颗粒物的均匀混合及精准包覆。
4)可灵活调节沿圆周方向喷射包覆气流的均匀性。
通过将喷射装置与各腔体连通可实现对各股气流流量的灵活控制。通过将喷射装置分成两组，如沿圆周方向均匀间隔设置了三个凸风室喷头和三个间隔风室喷头，并结合独立风室及阀门，可实现对三个凸风室喷头或者三个间隔风室喷头进行分别开启或者关闭，实现对沿圆周方向喷射包覆气流均匀性的灵活调节。
5)可对每股包覆气射流的入射动量及混合特性进行灵活调节。
通过将每个喷射装置的内管与外管连接不同腔体，可以实现内外管直流和旋流射流的流量比控制。通过喷射装置内管与外管间所形成的螺旋通道可构建外侧旋流射流包裹内侧直流射流的气流流动。通过调整外侧旋流射流与内侧直流射流间的流量比，可起到对整体射流流动特性的调节。
其中，当增大外侧旋流射流与内侧直流射流流量比时，旋流射流起主导作用，气流将以旋转方式喷射进入纳米颗粒合成火焰中，有利于强化用于包覆的前驱物与火焰中生成的纳米颗粒物间的扰动和混合效果，促进沿着圆周方向的包覆均匀性。当减小外侧旋流射流与内侧直流射流流量比时，直流射流起主导作用，气流将以较大动量直接喷射进入纳米颗粒合成火焰中，有利于将用于包覆的前驱物直接喷射到火焰中心，促进沿径向方向的包覆均匀性。
6)可灵活调节每股包覆气射流的射流方向。
通过设置喷射装置的喷射方向可调，如位于环内部分设置为可旋转结构，进一步地采用球壳式旋转连接方式，可以实现对活动外喷嘴和活动内喷嘴喷射角度的灵活调节，有利于根据不同的纳米粉体合成工况进行灵活调节。
7)适用于对多种前驱物种类进行包覆。
本发明适用于对多种前驱物种类进行包覆，例如除了具体实施方式部分介绍的SiO2外，还可以实现利用TiO2、Fe2O3等材料的前驱物对纳米颗粒物进行包覆。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (20)

1.一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，包括：
包覆环结构，为环形，以环内套设合成纳米颗粒的纳米颗粒合成火焰的方式布置；
前驱物输送装置，与包覆环结构的内部连通，用于向所述包覆环结构的内部输送包覆气流；其中，所述包覆气流中含有用于包覆所述纳米颗粒的前驱物；
喷射装置，沿包覆环结构的内侧周向间隔设置有多个，所述喷射装置的第一端与包覆环结构的内部连通，第二端位于环内，所述喷射装置用于将包覆环结构内部的包覆气流喷入纳米颗粒合成火焰中，以对纳米颗粒合成火焰中的所述纳米颗粒进行在线原位包覆。
2.根据权利要求1所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述喷射装置为套管结构，包括内管和外管，内管和外管第二端处所形成的环形通道内设置有螺旋结构。
3.根据权利要求2所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述内管和外管均包括固定部和活动部，所述活动部可旋转地安装在固定部上，使得位于环内的喷射装置可旋转，从而使得喷射角度可调节。
4.根据权利要求3所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述活动部与固定部采用球壳式旋转连接方式安装；其中，所述固定部和活动部的端部均设有具有开口的中空球壳，活动部的中空球壳套设在固定部的中空球壳上。
5.根据权利要求2所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述喷射装置均匀布置偶数个，每两个相对的喷射装置喷出的两股射流以对冲形式喷射并进入纳米颗粒合成火焰。
6.根据权利要求2所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，
所述包覆环结构的内部具有多个独立腔体，多个腔体围绕环的中心轴设置，使得所述包覆环结构在径向方向形成层结构；其中，每个喷射装置中的内管和外管的第一端分别与不同的腔体连通；
所述前驱物输送装置包括：主管以及与主管相连的多条分管，每条分管与一个腔体相连通，每条分管上设有阀门。
7.根据权利要求6所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述包覆环结构，由内向外依次包括：环形独立的内环风室和外环风室；其中，
所述内环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第一腔体，其余区域形成第二腔体；其中，所述第一腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置；
所述外环风室的内部，靠近环内的风室壁上设置有第三腔体，其余区域形成第四腔体；其中，所述第三腔体是通过位于上部的多个凸风室和位于下部的一个环形风室形成，多个凸风室沿所述风室壁周向间隔设置。
8.根据权利要求7所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，
位于外环风室和内环风室内的凸风室数量相同且周向布置位置一致；
多个喷射装置分为两组，且穿插设置；其中，
第一组喷射装置中，外管与内环风室中的凸风室连通，内管穿过所述内环风室与外环风室中的凸风室连通；
第二组喷射装置中，外管与第二腔体连通，内管穿过内环风室与外环风室中第四腔体连通。
9.根据权利要求6所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，还包括：
包覆气流形成装置，与前驱物输送装置相连，用于通过向含前驱物的溶液中鼓入气体形成包覆气流，将所形成的包覆气流送至前驱物输送装置中；
其中，所述包覆气流形成装置包括：用于盛放含有前驱物的溶液的容器、以及安装在容器上的进气管和出气管；所述进气管的末端伸入溶液液面以下，用于向溶液内鼓入气体以形成包覆气流；所述出气管的末端位于溶液液面上方，另一端与所述主管相连。
10.根据权利要求9所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述包覆气流形成装置还包括：位于容器外的预热装置，用于对容器内溶液进行加热和保温。
11.根据权利要求9所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，与所述包覆气流形成装置相连的主管上连接有气体旁路，用于鼓入气体，以调节气流流量。
12.根据权利要求9所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，所述前驱物输送装置还包括：加热件，包裹在所述主管和分管的外部。
13.根据权利要求1所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，还包括：
调节支撑架，与所述包覆环结构的外侧固定，用于支撑包覆环结构并调节所述包覆环结构相对纳米颗粒合成火焰的高度。
14.根据权利要求13所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，
所述纳米颗粒合成火焰通过火焰合成燃烧装置产生，所述火焰合成燃烧装置设置在包覆环结构下方；
所述调节支撑架固定安装在所述火焰合成燃烧装置上，所述调节支撑架通过齿轮齿条啮合传动方式调节包覆环结构相对火焰合成燃烧装置的高度。
15.根据权利要求14所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆装置，其特征在于，
所述调节支撑架，包括：连接杆、设置在连接杆上的齿条、套在连接杆上的箱体、位于箱体内且与齿条啮合的齿轮、与齿轮相连用于驱动齿轮的驱动件、以及固定在箱体上的固定座，其中，所述固定座固定安装在所述火焰合成燃烧装置上。
16.一种核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，其特征在于，包括：
将包覆环结构预先套设在合成纳米颗粒的纳米颗粒合成火焰处；
纳米颗粒合成火焰中合成纳米颗粒，将包覆环结构内部的包覆气流以多股射流方式喷向并进入纳米颗粒合成火焰中，对纳米颗粒合成火焰中的所述纳米颗粒进行在线原位包覆；其中，所述包覆气流中含有用于包覆纳米颗粒的前驱物。
17.根据权利要求16所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，其特征在于，还包括：
向含有前驱物的溶液中鼓入气体，得到包覆气流；其中，所述包覆气流中所携带的前驱物量，通过控制鼓入的气体量进行调节；
向所述包覆气流中鼓入旁路气体，并输送至包覆环结构内部。
18.根据权利要求16所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，其特征在于，
每股射流以直流射流方式、旋流射流方式、或外侧旋流射流包裹内侧直流射流方式喷出；
所述方法，还包括：控制进入包覆环结构各腔体的包覆气流流量，调节每股射流中直流射流与旋流射流的流量比，调节每股射流的流量和流速。
19.根据权利要求17所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，其特征在于，还包括：调节每股射流的喷射角度。
20.根据权利要求17所述的核壳纳米颗粒的气相合成原位包覆方法，其特征在于，还包括：调节包覆环结构沿纳米颗粒合成火焰的高度方向的位置。
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