CN105689127A - 将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置，所述非导体包括半导体颗粒和/或绝缘体颗粒，其中，所述装置包绝缘的容纳槽、磁场产生组件和电场产生组件，所述磁场产生组件能够产生磁场，所述电场产生组件设置在所述容纳槽内，所述容纳槽的至少一部分位于所述磁场组件产生的磁场内，且所述磁场的方向与所述电场的方向垂直，所述容纳槽的侧壁上设置有导体出口，所述导体出口设置在当所述电场产生组件产生电场、所述磁场产生组件产生磁场时位于所述电场和所述磁场中的导体颗粒的移动方向的下游。在本发明中，只需要电场、磁场和分散液即可有效地将混合物中的导体和非导体分离，方法简单，并且所述装置结构也非常简单。

Description

将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置
技术领域
本发明涉及颗粒分离领域，具体地，涉及一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置。
背景技术
碳纳米管作为一种独特的一维结构纳米碳材，自其在1991年被发现以来，就一直是先进材料研究的热点。
但目前制备方法包括电弧、激光烧蚀和化学气相沉积等方法所制备的碳纳米管都是金属型碳纳米管与半导体型碳纳米管的混合物，半导体型碳纳米管的存在会一定程度降低碳纳米管薄膜的导电性能，而金属型碳纳米管的存在则会降低碳纳米管的晶体管特性。因此碳纳米管的分离技术成为人们关注和研究的热点。
目前，分离半导体型碳纳米管和导体型碳纳米管的方法包括选择性生长法、选择性化学修饰法、选择性破坏法、色谱法、电泳分离法和超高速离心法等，但这些技术普遍存在成本高、耗时、难以实现规模化等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置，利用所述装置和所述装置能够以较低的成本快速地分离混合在一起的导体颗粒和非导体颗粒。
为了实现上述目的，本发明提供一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置，所述非导体包括半导体颗粒和/或绝缘体颗粒，其中，所述装置包绝缘的容纳槽、磁场产生组件和电场产生组件，所述磁场产生组件能够产生磁场，所述电场产生组件设置在所述容纳槽内，所述容纳槽的至少一部分位于所述磁场组件产生的磁场内，且所述磁场的方向与所述电场的方向垂直，所述容纳槽的侧壁上设置有导体出口，所述导体出口设置在当所述电场产生组件产生电场、所述磁场产生组件产生磁场时位于所述电场和所述磁场中的导体颗粒的移动方向的下游。
优选地，所述磁场产生组件包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体分别设置在所述容纳槽的第一方向的两侧，且所述第一磁体和所述第二磁体的磁极相反。
优选地，所述电场产生组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述容纳槽的第二方向的两端，所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第二电极位于所述第一电极和设置有所述导体出口的侧壁之间，且流体能够穿过所述第二电极。
优选地，所述第二电极包括第二金属网。
优选地，所述容纳槽上还设置有入口，所述第一电极位于设置有所述入口的侧壁以及所述第二电极之间，流体能够穿过所述第一电极。
优选地，所述装置还包括用于提供分散液的分散液源，所述分散液源的出口与所述入口连通。
优选地，所述第一电极包括第一电极网。
优选地，所述容纳槽内设置有挡板，所述挡板的一端固定在所述容纳槽的设置有所述导体出口的侧壁上，并朝向所述容纳槽的中部延伸，且所述导体出口位于所述挡板的一侧。
优选地，所述容纳槽的设置有所述导体出口的侧壁上设置有非导体出口，所述导体出口和所述非导体出口分别位于所述挡板的两侧。
优选地，当所述装置包括第二电极时，所述挡板位于所述第二电极和所述容纳槽的设置所述导体出口的侧壁之间。
在本发明中，只需要电场、磁场和分散液即可有效地将混合物中的导体和非导体分离，方法简单，并且所述装置结构也非常简单。
附图说明
图1是本发明所提供的将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置的主视示意图；
图2是图1的俯视图。
附图标记说明
100：容纳槽110：导体出口
120：非导体出口130：流体入口
200：电场产生组件210：第一电极
220：第二电极310：第一磁体
320：第二磁体400：挡板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
作为本发明的一个方面，如图1和图2所示，提供一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置，所述非导体包括半导体颗粒和/或绝缘体颗粒，其中，所述装置包括绝缘的容纳槽100、磁场产生组件和电场产生组件200，所述磁场产生组件能够产生磁场，电场产生组件200设置在容纳槽100内，容纳槽100的至少一部分位于所述磁场组件产生的磁场内，且所述磁场的方向与所述电场的方向垂直，容纳槽100的侧壁上设置有导体出口110，该导体出口设置在当电场产生组件100产生电场、所述磁场产生组件产生磁场时位于所述电场和所述磁场中的导体颗粒的移动方向的下游。
如图1所示，在利用所述装置奋力混合物时，首先像容纳槽100内添加分散液，并将混合物添加至分散液中。容易理解的是，分散液是能够导电的溶液，例如，可以是盐溶液。混合物均匀地分散在分散液中之后，利用电场产生组件200产生从左至右的电场，利用磁场产生组件产生朝向纸面内的磁场。由于分散液是导电溶液，因此，容纳槽100内会产生电流。混合物中的导体颗粒尺寸较小，相当于电荷，在电场和磁场的作用下，导体颗粒会受到洛伦兹力，并发生偏转。容纳槽100内的所有导体颗粒偏转方向是一致的。
由于导体出口110设置在当电场产生组件100产生电场、所述磁场产生组件产生磁场时位于所述电场和所述磁场中的导体颗粒的移动方向的下游，因此，所有的导体颗粒朝向导体出口110的方向移动，并从导体出口110处流出。通过收集从导体出口110流出的混有导电颗粒的分散液并对该混有导电颗粒的分散液进行分离，从而可以获得导体颗粒。
同样地，对并未从导体出口110流出的分散液以及颗粒进行分离，可以获得非导体颗粒。
容易理解的是，所述导体颗粒可以是导体型碳纳米管颗粒，所述非导体颗粒可以是半导体型碳纳米管颗粒。当然，本发明并不限于此，导体颗粒和非导体颗粒也可以是其他的材料。
在本发明中，只需要电场、磁场和分散液即可有效地将混合物中的导体和非导体分离，方法简单，并且所述装置结构也非常简单。
在本发明中，对如何产生磁场并没有特殊的要求，例如，如图2中所示，所述磁场产生组件可以包括第一磁体310和第二磁体320，第一磁体310和第二磁体320分别设置在容纳槽100的第一方向的两侧，且第一磁体310和第二磁体320的磁极相反。
可以将第一磁体310和第二磁体320均设置在容纳槽100的外部，如图2所示。当然，本发明并不限于此，也可以将第一磁体310和第二磁体320设置在容纳槽100的内部，或者将第一磁体310设置在容纳槽100的内部，惊第二磁体320设置在容纳槽100的外部。
第一磁体310和第二磁体320可以是永磁体，也可以是电磁体。
作为本发明的一种实施方式，优选地，如图1和图2所示，电场产生组件200可以包括第一电极210和第二电极220，该第一电极210和第二电极220分别设置在容纳槽100的第二方向的两端，所述第一方向和所述第二方向垂直，第二电极220位于第一电极210和设置有导体110出口的侧壁之间，且流体能够穿过第二电极220。
由于流体能够穿过第二电极220，因此，混有导体颗粒的分散液能够穿过第二电极220
作为本发明的一种优选实施方式，第二电极220可以包括第二金属网。
为了便于持续地对所述混合物进行分离，优选地，容纳槽100上还设置有入口130，第一电极210位于设置有入口130的侧壁以及第二电极220之间，流体能够穿过第一电极210。
可以事先将混合物分散在分散液中，然后通过入口130不断地向容纳槽100中通入混有诉讼混合物的分散液，从而可以提高将导体颗粒和非导体颗粒分离的效率。
相应地，所述装置还可以包括分散液源，所述分散液源的出口与入口130连通。分散液源用于向容纳槽100内提供所述分散液。
作为本发明的一种优选实施方式，第一电极210可以包括第一电极网。
作为本发明的一种优选实施方式，可以利用铜网制成第一电极210和第二电极220。
作为本发明的一种优选实施方式，容纳槽100内设置有挡板400，400挡板的一端固定在容纳槽100的设置有导体出口110的侧壁上，并朝向容纳槽100的中部延伸，且导体出口110位于挡板400的一侧。
由于导体颗粒在洛伦兹力的作用下偏向导体出口110，利用挡板400可以避免混有导体颗粒的分散液和混有非导体的分散液重新混合。
优选地，容纳槽100的设置有导体出口110的侧壁上设置有非导体出口120，导体出口110和非导体出口120分别位于挡板400的两侧。
通过非导体出口120可以收集包括非导体颗粒的分散液。
作为本发明的一种优选实施方式，当所述装置包括第二电极220时，挡板400位于第二电极220和容纳槽100的设置导体出口110的侧壁之间。
将挡板400设置在上述位置后，导体颗粒和非导体颗粒彻底分离之后，分别进入挡板400两侧的空间，从而有利于彻底将二者分离。
下面结合图1和图2中所提供的装置介绍所述装置的使用方法。
在图1和图2中所示的实施方式中，所述装置包括长方体形的容纳槽100，入口130设置在容纳槽100的左侧壁上，导体出口110和非导体出口120分别设置在容纳槽100的右侧壁上。并且，挡板400设置在容纳槽100的右侧壁上，挡板400平行于容纳槽的前后(图1中的上下方向)侧壁，并且高度与前后侧壁的方向相同。挡板400设置在第二电极220与右侧壁之间。第一电极210和第二电极220均由铜网制成。所述磁场发生组件包阔设置在容纳槽100外部的第一磁体310和第二磁体320。
利用所述装置分散混合物的方法包括以下步骤：
S1、将包括导体型纳米管颗粒和非导体型纳米管颗粒的混合物分散在分散液中；
S2、向第一电极210和第二电极220通电，然后将分散有所述混合物的分散液通过入口130通入容纳槽100内。
优选地，所述磁场产生组件长生的磁场强度不小于0.01T。
优选地，电场产生组的第一电极和第二电极之间的电压不小于0.1V。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种将混合物中导体颗粒与非导体颗粒分离的装置，所述非导体包括半导体颗粒和/或绝缘体颗粒，其特征在于，所述装置包绝缘的容纳槽、磁场产生组件和电场产生组件，所述磁场产生组件能够产生磁场，所述电场产生组件设置在所述容纳槽内，所述容纳槽的至少一部分位于所述磁场组件产生的磁场内，且所述磁场的方向与所述电场的方向垂直，所述容纳槽的侧壁上设置有导体出口，所述导体出口设置在当所述电场产生组件产生电场、所述磁场产生组件产生磁场时位于所述电场和所述磁场中的导体颗粒的移动方向的下游。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁场产生组件包括第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体分别设置在所述容纳槽的第一方向的两侧，且所述第一磁体和所述第二磁体的磁极相反。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电场产生组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述容纳槽的第二方向的两端，所述第一方向和所述第二方向垂直，所述第二电极位于所述第一电极和设置有所述导体出口的侧壁之间，且流体能够穿过所述第二电极。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二电极包括第二金属网。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述容纳槽上还设置有入口，所述第一电极位于设置有所述入口的侧壁以及所述第二电极之间，流体能够穿过所述第一电极。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于提供分散液的分散液源，所述分散液源的出口与所述入口连通。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一电极包括第一电极网。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的装置，其特征在于，所述容纳槽内设置有挡板，所述挡板的一端固定在所述容纳槽的设置有所述导体出口的侧壁上，并朝向所述容纳槽的中部延伸，且所述导体出口位于所述挡板的一侧。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述容纳槽的设置有所述导体出口的侧壁上设置有非导体出口，所述导体出口和所述非导体出口分别位于所述挡板的两侧。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当所述装置包括第二电极时，所述挡板位于所述第二电极和所述容纳槽的设置所述导体出口的侧壁之间。
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Address before: 065201 B107 building, Yanjiao Development Zone, Langfang, Sanhe, Hebei

Applicant before: SANHE HAOYUN SHENGYUE CARBON NANO TECHNOLOGY CO., LTD.

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