一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)涉及一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可連續(xù)進行化學沉淀反應的容器、四通管件、二氧化碳導管、氨氣導管、混合氣體導管、通氣圓盤、空壓機、外排氣導管、選擇性透過膜、外部除濕裝置、加料口等，能夠連續(xù)穩(wěn)定地制備粒徑均勻、平均粒度達到納米級的超細氧化鋅。

System for preparing superfine Zinc Oxide

The utility model relates to a system for preparing superfine Zinc Oxide, the system includes a continuous chemical precipitation reaction vessel, four pipe, carbon dioxide, ammonia gas, mixed gas duct catheter catheter, ventilation disc, air compressor, outside the exhaust conduit, selective membrane and external dehumidification device and feed inlet, capable of continuous and stable preparation of uniform particle size, average particle size reached the nanometer level superfine Zinc Oxide.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)
本技術(shù)涉及一種制備氧化鋅的系統(tǒng)，特別是涉及一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
納米氧化鋅是一種白色粉末，是一種新型的高功能精細無機材料，具有極好的抗氧化和抗腐蝕能力、良好的機電耦合性和環(huán)保性。納米氧化鋅在光電器件、化工、醫(yī)藥等眾多方面有著廣泛的應用。納米氧化鋅有很多種制備方法，根據(jù)湯敏、傅敏、胡澤善等人在《納米氧化鋅制備方法研究進展》(重慶工商大學學報第二十五卷第三期，2008年6月)中的綜述，制備納米氧化鋅主要有化學沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法、水熱合成法等。其中，化學沉淀法分為直接沉淀法和均勻沉淀法兩類，均勻沉淀法是利用化學反應使溶液中的構(gòu)晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來，從理論上講，均勻沉淀法優(yōu)于直接沉淀法制備納米氧化鋅，生成的晶粒粒度更加均勻。不過從制備效率、操作難度、設(shè)備控制難度而言，直接沉淀法優(yōu)于均勻沉淀法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種設(shè)備簡單，同時具備直接沉淀法的效率優(yōu)勢、和均勻沉淀法的粒度控制優(yōu)勢的系統(tǒng)。為此，本專利技術(shù)提供了一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)，包括：容器(1)，其是可連續(xù)進行化學沉淀反應的裝置；四通管件(2)，其上端連接二氧化碳導管(3)、氨氣導管(4)和混合氣體導管(5)，其下端設(shè)有圓盤(6)，圓盤下端設(shè)有多個細小的孔(7)；空壓機Ⅰ(8)，其通過二氧化碳導管(3)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮二氧化碳；空壓機Ⅱ(9)，其通過氨氣導管(4)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮氨氣；空壓機Ⅲ(10)，其通過混合氣體導管(5)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮混合氣體；外排氣導管(11)，其與容器(1)的連接處用選擇性透過膜(12)包覆，排氣導管排出的氣體通過外部除濕裝置(13)后輸送到空壓機Ⅲ(10)；加料口(14)，其設(shè)于容器(1)的上端；圓盤(6)置于溶液液面(15)的下方；優(yōu)選地，選擇性透過膜(12)是一種只能透過氣體不能透過液體的膜，更優(yōu)選地，選擇性透過膜是GORE-TEX膜。本技術(shù)的原理：控制二氧化碳和氨氣的流量，使其在該系統(tǒng)中即時生成碳酸氫銨，未來得及反應的二氧化碳和氨氣排出容器(1)后進行除濕、增壓后繼續(xù)返回系統(tǒng)；即時生成的碳酸氫銨與溶液中的Zn2+離子發(fā)生反應，生成堿式碳酸鋅，堿式碳酸鋅經(jīng)洗滌、過濾、煅燒后即得到超細氧化鋅；作為超細氧化鋅的前驅(qū)體，堿式碳酸鋅粒度的大小、均勻性直接決定了超細氧化鋅粉體的粒度大小、均勻性。本技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢：1、反應試劑便宜易得，采用設(shè)備成本低，操作簡單。2、同時具備直接沉淀法的效率優(yōu)勢、和均勻沉淀法的粒度控制優(yōu)勢，即：二氧化碳和氨氣反應即時生成碳酸氫銨，碳酸氫銨立即與Zn2+離子發(fā)生反應，同時，受限于反應區(qū)域(包括圓盤和圓盤下設(shè)置的細小空洞)和化學反應速率，二氧化碳和氨氣的反應均勻、穩(wěn)速進行，因此均勻地釋放出銨根例子和碳酸氫根例子，保證了堿式碳酸鋅的構(gòu)晶過程也均勻、穩(wěn)速進行，使堿式碳酸鋅保持了均勻、超細粒度，而后續(xù)煅燒過程制備的超細氧化鋅也會遺傳堿式碳酸鋅的均勻、超細粒度。3、選擇性透過膜(12)的使用，限制了二氧化碳和氨氣在外排氣導管(11)中的消耗，即二氧化碳和氨氣在無水環(huán)境中不會發(fā)生反應；4、選擇性透過膜(12)和除濕裝置(13)的聯(lián)合使用，限制了二氧化碳和氨氣在整個收集過程中的消耗，保障了回收過程中不摻入雜質(zhì)，同時節(jié)省了二氧化碳和氨氣的用量。附圖說明圖1是本技術(shù)制備超細氧化鋅的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式實施例1：在室溫下，向容器(1)中注入硝酸鋅溶液；利用空壓機Ⅰ(8)和二氧化碳導管(3)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮二氧化碳，利用空壓機Ⅱ(9)和氨氣導管(4)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮氨氣，單位時間內(nèi)鼓入的二氧化碳與氨氣的摩爾比1.2:1；一部分二氧化碳和氨氣發(fā)生化學反應進入溶液體系；另一部分二氧化碳和氨氣組成混合氣體通過選擇性透過膜(12)而實現(xiàn)了第一步除水，再通過外排氣導管(11)進入外部除濕裝置(13)實現(xiàn)了第二步除水，再經(jīng)過空壓機Ⅲ(10)增壓后，通過混合氣體導管(5)進入圓盤(6)；在持續(xù)鼓入氣體的過程中，容器(1)中均勻地生成超細氧化鋅沉淀；通過加料口(14)向容器(1)中補充硝酸鋅固體；將容器(1)中生成的沉淀物進行洗滌、過濾、煅燒，即制得平均粒徑為13nm的超細氧化鋅。實施例2：在室溫下，向容器(1)中注入飽和硝酸鋅溶液；利用空壓機Ⅰ(8)和二氧化碳導管(3)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮二氧化碳，利用空壓機Ⅱ(9)和氨氣導管(4)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮氨氣，單位時間內(nèi)鼓入的二氧化碳與氨氣的摩爾比1.1:1；一部分二氧化碳和氨氣發(fā)生化學反應進入溶液體系；另一部分二氧化碳和氨氣組成混合氣體通過選擇性透過膜(12)而實現(xiàn)了第一步除水，再通過外排氣導管(11)進入外部除濕裝置(13)實現(xiàn)了第二步除水，再經(jīng)過空壓機Ⅲ(10)增壓后，通過混合氣體導管(5)進入圓盤(6)；在持續(xù)鼓入氣體的過程中，容器(1)中均勻地生成超細氧化鋅沉淀；通過加料口(14)向容器(1)中補充硝酸鋅固體，使硝酸鋅溶液維持在飽和狀態(tài)；將容器(1)中生成的沉淀物進行洗滌、過濾、煅燒，即制得平均粒徑為11nm的超細氧化鋅。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：容器(1)，其是可連續(xù)進行化學沉淀反應的裝置；四通管件(2)，其上端連接二氧化碳導管(3)、氨氣導管(4)和混合氣體導管(5)，其下端設(shè)有圓盤(6)，圓盤下端設(shè)有多個細小的孔(7)；空壓機Ⅰ(8)，其通過二氧化碳導管(3)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮二氧化碳；空壓機Ⅱ(9)，其通過氨氣導管(4)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮氨氣；空壓機Ⅲ(10)，其通過混合氣體導管(5)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮混合氣體；外排氣導管(11)，其與容器(1)的連接處用選擇性透過膜(12)包覆，排氣導管排出的氣體通過外部除濕裝置(13)后輸送到空壓機Ⅲ(10)；加料口(14)，其設(shè)于容器(1)的上端；圓盤(6)置于溶液液面(15)的下方。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種制備超細氧化鋅的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：容器(1)，其是可連續(xù)進行化學沉淀反應的裝置；四通管件(2)，其上端連接二氧化碳導管(3)、氨氣導管(4)和混合氣體導管(5)，其下端設(shè)有圓盤(6)，圓盤下端設(shè)有多個細小的孔(7)；空壓機Ⅰ(8)，其通過二氧化碳導管(3)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮二氧化碳；空壓機Ⅱ(9)，其通過氨氣導管(4)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮氨氣；空壓機Ⅲ(10)，其通過混合氣體導管(5)向圓盤(6)內(nèi)鼓入壓縮...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王曉東，修志浩，
申請(專利權(quán))人：南昌專騰科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江西,36