RU166323U1

RU166323U1 - REACTOR FOR SYNTHESIS OF NANOSTRUCTURES

Info

Publication number: RU166323U1
Application number: RU2015155748/02U
Authority: RU
Inventors: Олег Александрович Рыжов; Лев Борисович Матюшкин; Вячеслав Алексеевич Мошников; Ольга Анатольевна Александрова
Original assignee: Олег Александрович Рыжов; Лев Борисович Матюшкин; Вячеслав Алексеевич Мошников; Ольга Анатольевна Александрова
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-11-20

Abstract

Реактор для синтеза наноструктур, содержащий блок дозирования, блок смешивания и сегментирования, первый и второй блоки термостатирования для нуклеации и роста и блок отбора наноструктур, соединенные с каналом движения материалов последовательно в указанном порядке, при этом блок дозирования состоит из двух насосов для подачи каждого из двух прекурсоров и насоса для подачи жидкости - носителя, выходы которых через трубки соединены с входами блока смешивания и сегментирования, выполненного в виде смесителя - тройника, выход которого соединен с политетрафторэтиленовым капилляром, часть которого размещена в масляной бане первого блока термостатирования, другая часть капилляра сформирована в спираль и размещена в масляной бане второго блока термостатирования, а выходящее из него окончание капилляра связано с блоком отбора синтезированных наноструктур, отличающийся тем, что в масляной бане второго блока термостатирования размещен постоянный магнит с аксиальной намагниченностью в виде полого цилиндра, при этом каждый из витков спирали капилляра проходит сквозь полый цилиндр постоянного магнита, направление силовых линий магнитного поля которого совпадает с направлением движения по капилляру.A reactor for synthesizing nanostructures, comprising a metering unit, a mixing and segmenting unit, a first and second temperature control unit for nucleation and growth, and a nanostructure selection unit connected to the material flow channel in series in this order, while the metering unit consists of two pumps for supplying each two precursors and a pump for supplying a carrier fluid, the outlets of which through tubes are connected to the inputs of the mixing and segmenting unit, made in the form of a mixer - tee, the output of which is inen with a polytetrafluoroethylene capillary, part of which is placed in the oil bath of the first thermostatic control unit, another part of the capillary is formed into a spiral and placed in the oil bath of the second thermostatic control unit, and the end of the capillary emerging from it is connected to the selection block of synthesized nanostructures, characterized in that in the oil bath The second thermostatic control unit contains a permanent magnet with axial magnetization in the form of a hollow cylinder, with each of the turns of the capillary spiral passing through the hollow the cylinders of the permanent magnet, the direction of magnetic field lines of which coincides with the direction of movement of the capillary.

Description

Полезная модель относится к области нанотехнологий и предназначена для проведения автоматизированного синтеза наноструктур, которые могут быть использованы в биологии, медицине, гибкой электронике, криптозащите, фоточувствительных элементах, солнечной энергетике.The utility model relates to the field of nanotechnology and is intended for the automated synthesis of nanostructures that can be used in biology, medicine, flexible electronics, cryptographic protection, photosensitive elements, and solar energy.

Известен реактор для синтеза наночастиц (заявка WO №2014153266 «Continuous flow reactor for the synthesis of nanoparticles», МПК B22F 9/16, опубл. 25.09.2014), который содержит блок дозирования прекурсоров и газа-носителя, блок смешивания и сегментирования потока прекурсоров газом-носителем, первой блок термостатирования прекурсоров, второй блок термостатирования прекурсоров и блок отбора наночастиц, связанные последовательно каналами для движения материалов.Known reactor for the synthesis of nanoparticles (application WO No. 2014153266 "Continuous flow reactor for the synthesis of nanoparticles", IPC B22F 9/16, publ. 09/25/2014), which contains a unit for dosing precursors and carrier gas, a unit for mixing and segmenting the precursor stream carrier gas, a first precursor temperature control unit, a second precursor temperature control unit and a nanoparticle selection unit, connected in series by channels for moving materials.

В таком реакторе блок дозирования прекурсоров и газа-носителя состоит из насосов, выходы которых связаны с трубками, по которым происходит перемещение дозированных прекурсоров и газа-носителя в блок смешивания и сегментирования потока прекурсоров. Блок смешивания и сегментирования потока прекурсоров состоит из узла смешивания представляющего собой T или Y-образное соединение каналов и узла сегментирования, представляющего собой T-образное соединение каналов. Выходы насосов прекурсоров связаны с входами узла смешивания, выход которого связан с одним из входов узла сегментирования. Второй вход узла сегментирования связан с выходом насоса газа-носителя, а выход узла сегментирования связан с капилляром, по которому сегментированный поток смешанных прекурсоров поступает последовательно в первый и второй блоки термостатирования, которые организованы в виде масляной бани, путем размещения капилляра с сегментированным потоком смешанных прекурсоров в масляные бани каждого из блоков. Капилляр размещенный в масленой бане второго блока термостатирования формируется в виде спирали. В блоке отбора происходит отбор наночастиц в емкости хранения.In such a reactor, the dosing unit for the precursors and carrier gas consists of pumps, the outputs of which are connected to the tubes through which the metered precursors and carrier gas are transferred to the mixing and segmenting unit of the precursor stream. The unit for mixing and segmenting the precursor stream consists of a mixing unit representing a T or Y-shaped connection of channels and a segmenting unit representing a T-shaped connection of channels. The outputs of the precursor pumps are connected to the inputs of the mixing unit, the output of which is connected to one of the inputs of the segmentation unit. The second input of the segmentation unit is connected to the output of the carrier gas pump, and the output of the segmentation unit is connected to the capillary, through which the segmented stream of mixed precursors flows sequentially into the first and second temperature control units, which are organized in the form of an oil bath, by placing a capillary with a segmented stream of mixed precursors into the oil baths of each block. The capillary placed in the oil bath of the second thermostatic control unit is formed in the form of a spiral. In the selection unit, the selection of nanoparticles in the storage tank.

Такое техническое решение реактора позволяет получать наноструктуры только в виде наночастиц, при этом продолжительность работы реактора ограничена во времени, так как поток смешанных прекурсоров сегментируется газом, что приводит к тому, что при прохождении потока смешанных и сегментированных прекурсоров всегда присутствует их контакт со стенками капилляра, это приводит к загрязнению внутренних стенок капилляров и блокировке капилляра.Such a technical solution of the reactor allows one to obtain nanostructures only in the form of nanoparticles, while the duration of the reactor is limited in time, since the flow of mixed precursors is segmented by gas, which leads to the fact that when the flow of mixed and segmented precursors is always present, they come into contact with the walls of the capillary, this leads to contamination of the inner walls of the capillaries and blocking of the capillary.

Известна установка для синтеза одномерных наноструктур (наностержней) (статья Wang J. Et al. Magnetic-Field-Induced Growth of Single-Crystalline Fe₃O₄ Nanowires // Advanced Materials. - 2004. - T. 16. - №. 2. - C. 137-140; статья He Z. et al. Magnetic-field-induced phase-selective synthesis of ferrosulfide microrods by a hydrothermal process: Microstructure control and magnetic properties // Advanced Functional Materials. - 2006. - T. 16. - №. 8. - C. 1105-1111), содержащая печь, в которую помещают автоклав, в нем размещена тефлоновая емкость с предварительно смешанными прекурсорами, причем эта емкость размещена внутри постоянного магнита, выполненного в форме полого цилиндра. При проведении синтеза с определенными режимами работы печи и автоклава происходит рост анизотропных структур наностержней в присутствии магнитного поля. Для этого используются магниты с магнитной индукцией 0,15 Тл, 0,25 Тл и 0,35 Тл.A known installation for the synthesis of one-dimensional nanostructures (nanorods) (article Wang J. Et al. Magnetic-Field-Induced Growth of Single-Crystalline Fe ₃ O ₄ Nanowires // Advanced Materials. - 2004. - T. 16. - No. 2. - C. 137-140; paper He Z. et al. Magnetic-field-induced phase-selective synthesis of ferrosulfide microrods by a hydrothermal process: Microstructure control and magnetic properties // Advanced Functional Materials. - 2006.- T. 16. - No. 8. - C. 1105-1111), containing a furnace in which an autoclave is placed, a Teflon container with pre-mixed precursors is placed in it, and this container is placed inside a permanent magnet made in the form of a hollow cylinder. During synthesis with certain operating modes of the furnace and autoclave, anisotropic structures of nanorods grow in the presence of a magnetic field. For this, magnets with magnetic induction of 0.15 T, 0.25 T and 0.35 T are used.

Такая установка не позволяет наладить поточное массовое производство, так как ее техническое решение ограничивает объемы исходных прекурсоров и соответственно объемы получаемых растворов содержащих наностержни. Кроме того, проведение синтеза с использованием такой установки характеризуется повышенной опасностью, так как при резком изменении режима синтеза возможен взрыв автоклава.Such an installation does not allow to establish mass-flow production, since its technical solution limits the volumes of the initial precursors and, accordingly, the volumes of the resulting solutions containing nanorods. In addition, the synthesis using such a setup is characterized by increased danger, since an autoclave explosion is possible with a sharp change in the synthesis mode.

Наиболее близким решением к совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является реактор для синтеза наночастиц (статья Nightingale A.M. et al. A stable droplet reactor for high temperature nanocrystal synthesis // Lab on a Chip. - 2011. - T. 11. - №. 7. - C. 1221-1227.), который содержит блок дозирования прекурсоров и жидкости-носителя, блок смешивания и сегментирования потока прекурсоров жидкостью-носителем, первой блок термостатирования прекурсоров, второй блок термостатирования прекурсоров и блок отбора наночастиц, последовательно связанные каналами движения материалов. Блок дозирования состоит из двух насосов для подачи прекурсоров и насоса для подачи жидкости -носителя, выходы которых через трубки соединены с входами блока смешивания и сегментирования, выполненного в виде смесителя -тройника, выход которого соединен с политетрафторэтиленовым капилляром, часть которого размещена в масляной бане первого блока термостатирования, далее капилляр сформирован в спираль и размещен в масляной бане второго блока термостатирования, а выходящее из него окончание капилляра связано с блоком отбора синтезированных наноструктур. Разделение на два блока термостатирования обусловлены процессом синтеза, в первом блоке происходит нуклеация (зародышеобразование) при более высокой температуре, а во втором блоке термостатирования происходит рост наночастиц из зародышей при более низкой температуре. В блоке отбора происходит отбор наночастиц в емкости хранения. Использование жидкости-носителя для сегментирования потока смешанных прекурсоров приводит к отсутствию их контакта со стенками капилляра, что исключает загрязнение внутренних стенок капилляров и блокировку капилляра.The closest solution to the set of essential features for the claimed utility model is a reactor for the synthesis of nanoparticles (article Nightingale AM et al. A stable droplet reactor for high temperature nanocrystal synthesis // Lab on a Chip. - 2011. - T. 11. - No. 7. - C. 1221-1227.), Which contains a unit for dosing precursors and carrier fluid, a unit for mixing and segmenting the precursor stream with carrier fluid, a first thermostatting unit for the precursors, a second unit for thermostating the precursors and a unit for selecting nanoparticles connected in series with the channels of movement of materials . The dosing unit consists of two pumps for supplying precursors and a pump for supplying carrier fluid, the outlets of which are connected through the tubes to the inputs of the mixing and segmenting unit, made in the form of a tee mixer, the outlet of which is connected to a polytetrafluoroethylene capillary, part of which is located in the first oil bath thermostatic control unit, then the capillary is formed into a spiral and placed in the oil bath of the second thermostatic control unit, and the end of the capillary emerging from it is connected with the selection unit is synthesized s nanostructures. The division into two thermostatic control units is determined by the synthesis process, in the first unit nucleation (nucleation) occurs at a higher temperature, and in the second thermostatic control unit, nanoparticles from the nucleus grow at a lower temperature. In the selection unit, the selection of nanoparticles in the storage tank. The use of a carrier fluid for segmenting the flow of mixed precursors leads to the absence of their contact with the walls of the capillary, which eliminates contamination of the inner walls of the capillaries and blocking of the capillary.

Однако техническое решение такой установки обеспечивает получение наночастиц (нульмерных наноструктур), но невозможен синтез наностержней, нанотрубок, нанопроводов (одномерных наноструктур).However, the technical solution of such a setup provides the production of nanoparticles (zero-dimensional nanostructures), but the synthesis of nanorods, nanotubes, nanowires (one-dimensional nanostructures) is impossible.

Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель заключается в создании ректора для синтеза наноструктур, который позволяет достигать технический результат, заключающийся в обеспечении возможности получения наноструктур двух типов: наночастиц (нульмерных наноструктур) и наностержней (одномерных наноструктур).The problem to which the claimed utility model is directed is to create a rector for the synthesis of nanostructures, which allows to achieve a technical result, which consists in providing the possibility of obtaining nanostructures of two types: nanoparticles (zero-dimensional nanostructures) and nanorods (one-dimensional nanostructures).

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в реакторе для синтеза наноструктур, содержащем блок дозирования, блок смешивания и сегментирования, первый и второй блоки термостатирования (нуклеации и роста) и блок отбора наноструктур, соединенные с каналом движения материалов последовательно в указанном порядке, при этом блок дозирования состоит из двух насосов для подачи прекурсоров и насоса для подачи жидкости - носителя, выходы которых через трубки соединены с входами блока смешивания и сегментирования, выполненного в виде смесителя - тройника, выход которого соединен с политетрафторэтиленовым капилляром, часть которого размещена в масляной бане первого блока термостатирования, далее капилляр сформирован в спираль и размещен в масляной бане второго блока термостатирования, а выходящее из него окончание капилляра связано с блоком отбора синтезированных наноструктур, в масляной бане второго блока термостатирования размещен постоянный магнит с аксиальной намагниченностью в виде полого цилиндра, таким образом, что каждый из витков спирали капилляра проходит сквозь полый цилиндр постоянного магнита, при этом направление силовых линий магнитного поля постоянного магнита совпадает с направлением движения по капилляру.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in the reactor for the synthesis of nanostructures containing a metering unit, a mixing and segmentation unit, the first and second thermostatic control units (nucleation and growth) and a nanostructure selection unit connected to the channel of movement of materials in series in this order, when In this case, the dosing unit consists of two pumps for feeding precursors and a pump for supplying carrier fluid, the outlets of which are connected through the tubes to the inputs of the mixing and segmentation unit, made in de mixer — a tee, the outlet of which is connected to a polytetrafluoroethylene capillary, part of which is placed in the oil bath of the first thermostatic control unit, then the capillary is formed into a spiral and placed in the oil bath of the second thermostatic control unit, and the capillary outlet emerging from it is connected to the synthesized nanostructure selection unit, in the oil bath of the second thermostatic control unit has a permanent magnet with axial magnetization in the form of a hollow cylinder, so that each of the turns of the spiral of the capillary is goes through the hollow cylinder of the permanent magnet, the direction of magnetic field lines of the permanent magnet coincides with the direction of movement of the capillary.

Отличительной особенностью заявляемой полезной модели является то, что при таком конструктивном решении реактора, синтез проводят при воздействии магнитного поля в зоне роста. Для этого в конструкцию реактора введен постоянный магнит, размещенный во втором блоке термостатирования таким образом, что каждый из витков спирали капилляра проходит сквозь полый цилиндр постоянного магнита. Постоянный магнит в виде цилиндра с аксиальной намагниченностью, с отверстием по продольной оси достаточным для прохождения витков спирального контура капилляра, позволяет создать однородное магнитное поле для ориентированного роста наноструктур в виде наностержней. При разных режимах магнитного поля, а также при определенном подборе прекурсоров возможно получать как наночастицы, так и наностержни. Для получения наночастиц могут быть использованы прекурсоры из немагнитных материалов, вследствие этого магнитное поле во втором блоке термостатирования не будет воздействовать на них, и результатом синтеза будут наночастицы. Также наночастицы можно получить, используя прекурсоры из магнитных материалов (как минимум один из них из магнитных материалов), но для этого индуктивность магнитного поля постоянного магнита должна составлять (0-0,2) Тл. Для получения наностержней используют только прекурсоры из магнитных материалов (как минимум один из них из магнитных материалов) и индуктивность магнитного поля постоянного магнита должна быть больше 0,2 Тл, так как при приложении магнитного поля таких значений вдоль осей легкого намагничивания зародышей наноструктур наблюдается ориентированный рост вытянутых, так называемых одномерных наноструктур - наностержней.A distinctive feature of the claimed utility model is that with such a structural solution of the reactor, the synthesis is carried out under the influence of a magnetic field in the growth zone. For this, a permanent magnet is introduced into the reactor design, placed in the second thermostatic control unit so that each of the turns of the capillary spiral passes through the hollow cylinder of the permanent magnet. A permanent magnet in the form of a cylinder with axial magnetization, with a hole along the longitudinal axis sufficient to pass the turns of the spiral contour of the capillary, allows you to create a uniform magnetic field for the oriented growth of nanostructures in the form of nanorods. Under different magnetic field conditions, as well as with a certain selection of precursors, it is possible to obtain both nanoparticles and nanorods. To obtain nanoparticles, precursors from nonmagnetic materials can be used, as a result of which the magnetic field in the second thermostatic control unit will not affect them, and the result of the synthesis will be nanoparticles. Nanoparticles can also be obtained using precursors made of magnetic materials (at least one of them is made of magnetic materials), but for this, the magnetic field inductance of the permanent magnet should be (0-0.2) T. To obtain nanorods, only precursors made of magnetic materials are used (at least one of them is made of magnetic materials) and the magnetic field inductance of the permanent magnet should be greater than 0.2 T, since when applying a magnetic field of such values along the axes of easy magnetization of the nanostructure nuclei, an oriented growth is observed elongated, the so-called one-dimensional nanostructures - nanorods.

На Фиг. 1 изображена принципиальная схема реактора для получения наноструктур.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a reactor for producing nanostructures.

Реактор для получения наноструктур содержит блок дозирования 1, блок смешивания и сегментирования 2, первый блок термостатирования 3, второй блок термостатирования 4, блок отбора 5. Перечисленные блоки соединены каналом движения материалов последовательно в указанном порядке. Блок дозирования 1 содержит насос 6 с раствором прекурсора A, насос 7 с раствором прекурсора B и насос 8 с жидкостью-носителем C, выходы которых через трубки связаны с блоком смешивания и сегментирования 2, выполненного в виде тройника-смесителя 9. Выход блок смешивания и сегментирования 2 связан с политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) капилляром 10. Сегментированный поток смешанных прекурсоров поступает последовательно в первый блок термостатирования 3 и второй блок термостатирования 4, которые организованы в виде масляных бань 11 и 12. Часть капилляра 10 размещена в масляной бане 11. Далее в масленой бане 12 второго блока термостатирования 4 капилляр 10 сформирован в виде спирали 13, для увеличения продолжительности пребывания зародышей во втором блоке термостатирования 4. Каждый виток спирали проходит через отверстие цилиндрического постоянного магнита 14 с аксиальной намагниченностью. В блоке отбора 5 под давлением созданным насосами 6, 7, 8, синтезированные наноструктуры поступают из капилляра 10 в емкость для сбора 15.The reactor for producing nanostructures contains a metering unit 1, a mixing and segmenting unit 2, a first thermostatic control unit 3, a second thermostatic control unit 4, a selection unit 5. The listed units are connected in series with the material movement channel in this order. Dosing unit 1 contains a pump 6 with a precursor solution A, a pump 7 with a precursor solution B and a pump 8 with a carrier fluid C, the outlets of which through tubes are connected to the mixing and segmenting unit 2, made in the form of a tee-mixer 9. The output is the mixing unit and segmentation 2 is connected with a polytetrafluoroethylene (PTFE) capillary 10. The segmented stream of mixed precursors enters sequentially into the first thermostatic control unit 3 and the second thermostatic control unit 4, which are organized in the form of oil baths 11 and 12. Part of the capillary 10 is placed in the oil bath 11. Next, in the oil bath 12 of the second thermostatic block 4, the capillary 10 is formed in the form of a spiral 13, to increase the length of stay of the nuclei in the second thermostatic block 4. Each coil of the spiral passes through the hole of the cylindrical permanent magnet 14 with axial magnetization. In the selection block 5 under pressure created by pumps 6, 7, 8, the synthesized nanostructures come from the capillary 10 into the collection vessel 15.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В блоке дозирования 1 два прекурсора A, B и одна жидкость-носитель C дозируются при помощи насосов 6, 7, 8 и перемещаются по трубкам в блок смешивания и сегментирования 2, где прекурсоры смешиваются, а жидкость-носитель сегментирует смешанные прекурсоры, так как она является несмешивающейся с прекурсорами. Поток сегментированных прекурсоров, выходя из блока смешивания и сегментирования 2, попадает в ПТФЭ капилляр 10 и движется под давлением создаваемым насосами в первый блок термостатирования 3, в котором происходит нагрев сегментированного потока до температуры нуклеации с помощью масляной бани 11, что приводит к образованию зародышей из сегментированного потока прекурсоров. Далее поток сформированных зародышей по капилляру 10, перемещается во второй блок термостатирования 4, где зародыши движутся по спирали 13, где попадают под воздействие температуры роста (масляная баня 12), и магнитного поля, сформированного постоянным магнитом 14. При приложении магнитного поля вдоль осей легкого намагничивания зародышей наноструктур наблюдается ориентированный рост вытянутых, так называемых одномерных наноструктур - наностержней. В блоке отбора 5, проводится отбор полученного наноматериала в емкости для хранения 15.In dosing unit 1, two precursors A, B and one carrier fluid C are dosed using pumps 6, 7, 8 and are piped to mixing and segmenting unit 2, where the precursors are mixed and the carrier fluid segments the mixed precursors, since it is immiscible with precursors. The stream of segmented precursors, leaving the mixing and segmenting unit 2, enters the PTFE capillary 10 and moves under pressure by the pumps created by the pumps to the first temperature control unit 3, in which the segmented stream is heated to the nucleation temperature using an oil bath 11, which leads to the formation of nuclei from segmented precursor stream. Next, the flow of formed nuclei through the capillary 10 is transferred to the second temperature control unit 4, where the nuclei move in a spiral 13, where they are affected by the growth temperature (oil bath 12), and the magnetic field formed by the permanent magnet 14. When a magnetic field is applied along the axes of the lung magnetization of nuclei of nanostructures, an oriented growth of elongated, the so-called one-dimensional nanostructures - nanorods is observed. In the selection block 5, the selection of the obtained nanomaterial in the storage tank 15 is carried out.

В качестве примера реализации можно привести следующую компоновку устройства.As an example of implementation, the following device layout can be given.

В блоке дозирования 1 в качестве насосов 6, 7, 8 могут использоваться шприцевые насосы AITECS 2016, в качестве трубок соединяющих шприцевые насосы и блок смешивания и сегментирования 2 могут использоваться силиконовые капилляры с внутренним диаметром 1 мм и толщиной стенки 0,5 мм.In dosing unit 1, AITECS 2016 syringe pumps can be used as pumps 6, 7, 8, silicone capillaries with an inner diameter of 1 mm and a wall thickness of 0.5 mm can be used as tubes connecting the syringe pumps and the mixing and segmenting unit 2.

В блоке смешивания и сегментирования 2 тройник-смеситель 9 может быть организован, например следующим образом - две силиконовые трубки одними концами связаны с насосами 6 и 7, а к другим концам присоединены иглы от инсулиновых шприцов, которые пронизывают силиконовую трубку соединенную с насосом 8 с противоположных сторон и формируют угол 90° в центре между собой, образуя герметичное уплотнение вокруг них. Другой конец силиконовой трубки связанной с насосом 8 является выходом блока смешивания и сегментирования 2.In the mixing and segmenting unit 2, the tee-mixer 9 can be arranged, for example, as follows - two silicone tubes at one end are connected to pumps 6 and 7, and needles from insulin syringes that penetrate the silicone tube connected to pump 8 from opposite ends are connected to the other ends sides and form an angle of 90 ° in the center between them, forming a tight seal around them. The other end of the silicone tube connected to the pump 8 is the output of the mixing and segmenting unit 2.

ПТФЭ капилляр имеет внутренний диаметр 0,8 мм, внешний диаметр 1,6 мм.The PTFE capillary has an inner diameter of 0.8 mm and an outer diameter of 1.6 mm.

Блоки термостатирования 3 и 4 выполнены в виде масляных бань 11, 12, в качестве которых могут использоваться масляная баня - IKA HBR 4 digital.Thermostatic control units 3 and 4 are made in the form of oil baths 11, 12, which can be used as an oil bath - IKA HBR 4 digital.

В качестве постоянного магнита 14 может использоваться цилиндрический неодимовый магнит с аксиальной намагниченностью, внешний диаметр которого 2 см, длина 8 см, а диаметр внутреннего отверстия 1 см, величина магнитной индукции которого может составлять: 0,2 Тл, 0,25 Тл, 0,3 Тл, 0,35 Тл. В таком случае максимальное количество витков капилляра составляет 11 витков.As a permanent magnet 14, a cylindrical neodymium magnet with axial magnetization can be used, the outer diameter of which is 2 cm, length 8 cm, and the diameter of the inner hole 1 cm, the magnitude of the magnetic induction of which can be: 0.2 T, 0.25 T, 0, 3 T, 0.35 T In this case, the maximum number of turns of the capillary is 11 turns.

В блоке отбора 5 в качестве емкостей для хранения 15 могут быть использованы пробирки центрифужные из пропилена с герметично завинчивающейся крышкой, типа "Фалькон", объем которых может составлять 2, 10, 15, 50 мл.In the sampling unit 5, propylene centrifuge tubes with a hermetically screwed cap, such as "Falcon", the volume of which can be 2, 10, 15, 50 ml, can be used as storage tanks 15.

Для металлических опор и креплений элементов установки может применяться анодированный алюминиевый профиль 6061 компании Maker Works Technology INC.Anodized aluminum profile 6061 from Maker Works Technology INC. Can be used for metal supports and fixtures of the installation elements.

Управление режимами работы реактора, а именно скоростью работы насосов 6, 7, 8 и температурой масляных бань 11, 12, проводят, используя специальную программу для ЭВМThe control of the reactor operating modes, namely the speed of the pumps 6, 7, 8 and the temperature of the oil baths 11, 12, is carried out using a special computer program

К условиям, влияющим на формирование тех или иных наноструктур относиться: использование различных прекурсоров, а также величина магнитного поля, которая воздействует на поток зародышей во втором блоке термостатирования. Примеры вариаций прекурсоров и величин магнитного поля для получения как наночастиц (нульмерных наноструктур) так и наностержней (одномерных наноструктур) приведены в таблице.The conditions affecting the formation of various nanostructures include: the use of various precursors, as well as the magnitude of the magnetic field, which affects the flow of nuclei in the second thermostatic control unit. Examples of variations of precursors and magnetic field values for obtaining both nanoparticles (zero-dimensional nanostructures) and nanorods (one-dimensional nanostructures) are given in the table.

Таким образом, заявляемый реактор обеспечивает возможность получения наноструктур двух типов: наночастиц (нульмерных наноструктур) и наностержней (одномерных наноструктур) и наладить безопасное поточное массовое производство таких структур.Thus, the inventive reactor provides the ability to obtain two types of nanostructures: nanoparticles (zero-dimensional nanostructures) and nanorods (one-dimensional nanostructures) and to establish safe mass flow production of such structures.

Claims

A reactor for synthesizing nanostructures, comprising a metering unit, a mixing and segmenting unit, a first and second temperature control unit for nucleation and growth, and a nanostructure selection unit connected to the material flow channel in series in this order, while the metering unit consists of two pumps for supplying each two precursors and a pump for supplying a carrier fluid, the outlets of which through tubes are connected to the inputs of the mixing and segmenting unit, made in the form of a mixer - tee, the output of which is inen with a polytetrafluoroethylene capillary, part of which is placed in the oil bath of the first thermostatic control unit, another part of the capillary is formed into a spiral and placed in the oil bath of the second thermostatic control unit, and the end of the capillary emerging from it is connected to the selection block of synthesized nanostructures, characterized in that in the oil bath The second thermostatic control unit contains a permanent magnet with axial magnetization in the form of a hollow cylinder, with each of the turns of the capillary spiral passing through the hollow the cylinders of the permanent magnet, the direction of magnetic field lines of which coincides with the direction of movement of the capillary.