CN115582551A - 一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺包括以下步骤：将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，在水中直接通过等离子激发的方式将金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒，通过调节等离子激发的能量，使得每次气化的金属质量足够的小，对应的能量耗费也足够小，由于金属从固态蒸发到气态再冷却成为固态的过程在水中发生，所以这是一种液相环境制备的方法，同时由于纯水冷却作用，该工艺可以连续进行。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料制备技术领域，具体为一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺。
背景技术
金属纳米材料是纳米材料的一个重要分支；金属纳米粉体属零维纳米材料，其原子和电子结构不同于化学成分相同的金属粒子。它具有不同于宏观物体和单个原子的磁、光、电、声、热、力及化学等方面奇异特性；由于纳米金属粉末在众多领域中有着重要的应用,纳米金属粉末的制备方法随之得到广泛关注，发展也十分迅速,从普通的化学法6-日、PVD法°、CVD法"发展到激光法"、等离子体法等等；
目前，传统制备的纳米金属粉末大部分采用液相法进行制备，该制备方法存在不足，容易在干燥过程中发生相互团聚，导致分散性差，粒子粒度变大，给使用带来不便，为此，提出一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺包括以下步骤：
步骤一、将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；
步骤二、打开直流电源以施加电压，施加电压过程中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体；
步骤三、维持电流，打开废液出口阀门使待测含金属元素溶液的液面与阴极棒底端保一定距离；
步骤四、 产生的等离子体与待测含金属元素溶液液面之间发生电化学反应，使得金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒。
优选的，阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。
优选的，所述金属元素溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
优选的，步骤三中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体的区域为等离子区。
优选的，所述废液出口的孔径为5mm。
优选的，金属颗粒的粒径为1-150nm之间。
本发明具备以下有益效果：
本发明为一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，在水中直接通过等离子激发的方式将金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒，通过调节等离子激发的能量，使得每次气化的金属质量足够的小，对应的能量耗费也足够小，由于金属从固态蒸发到气态再冷却成为固态的过程在水中发生，所以这是一种液相环境制备的方法，同时由于纯水（纯度达到一定程度的水不导电）的冷却作用，该工艺可以连续进行）。
具体实施方式
下面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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺包括以下步骤：
步骤一、将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；
步骤二、打开直流电源以施加电压，施加电压过程中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体；
步骤三、维持电流，打开废液出口阀门使待测含金属元素溶液的液面与阴极棒底端保一定距离；
步骤四、 产生的等离子体与待测含金属元素溶液液面之间发生电化学反应，使得金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒。
阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。
金属元素溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
步骤三中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体的区域为等离子区。
废液出口的孔径为5mm。
金属颗粒的粒径为1-150nm之间。
该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，在水中直接通过等离子激发的方式将金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒，通过调节等离子激发的能量，使得每次气化的金属质量足够的小，对应的能量耗费也足够小，由于金属从固态蒸发到气态再冷却成为固态的过程在水中发生，所以这是一种液相环境制备的方法，同时由于纯水（纯度达到一定程度的水不导电）的冷却作用，该工艺可以连续进行）。
实施例1
该液相环境连续制备纳米金属粉末制备时，首先将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；打开直流电源以施加电压，施加电压过程中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体；维持电流，打开废液出口阀门使待测含金属元素溶液的液面与阴极棒底端保一定距离；产生的等离子体与待测含金属元素溶液液面之间发生电化学反应，使得金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒。
阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。
金属元素溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
步骤三中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体的区域为等离子区。
废液出口的孔径为5mm。
金属颗粒的粒径为1-150nm之间。
将上述制备方法制备出的纳米金属粉末选取0.3g进行检测，其中该金属粉末的粒度在20nm范围内，霍尔流速为10.2s/g，且纳米相分散均匀。
实施例2
该液相环境连续制备纳米金属粉末制备时，首先将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；打开直流电源以施加电压，施加电压过程中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体；维持电流，打开废液出口阀门使待测含金属元素溶液的液面与阴极棒底端保一定距离；产生的等离子体与待测含金属元素溶液液面之间发生电化学反应，使得金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒。
阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。
金属元素溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
步骤三中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体的区域为等离子区。
废液出口的孔径为5mm。
将上述制备方法制备出的纳米金属粉末选取0.1g进行检测，其中该金属粉末的粒度在50nm范围内，霍尔流速为10.4s/g，且纳米相分散均匀。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：该液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺包括以下步骤：
步骤一、将待处理的金属放置于高于一定纯度的水中，同时关闭阴极池底部的废液出口阀门；
步骤二、打开直流电源以施加电压，施加电压过程中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体；
步骤三、维持电流，打开废液出口阀门使待测含金属元素溶液的液面与阴极棒底端保一定距离；
步骤四、 产生的等离子体与待测含金属元素溶液液面之间发生电化学反应，使得金属蒸发成为金属蒸汽，金属蒸汽遇水冷却之后成为小的金属颗粒。
2.根据权利要求1所述的一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：阴阳电极相对装置外壳静止不动，气相出口关闭，液相出口关闭，过程呈间歇操作，电解10min。
3.根据权利要求1所述的一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：所述金属元素溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4.根据权利要求1所述的一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：步骤三中阴极棒底端与待测含金属元素溶液液面之间产生等离子体的区域为等离子区。
5.根据权利要求1所述的一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：所述废液出口的孔径为5mm。
6.根据权利要求1所述的一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺，其特征在于：金属颗粒的粒径为1-150nm之间。
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