RU2686193C1 - Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it - Google Patents
Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686193C1 RU2686193C1 RU2018115461A RU2018115461A RU2686193C1 RU 2686193 C1 RU2686193 C1 RU 2686193C1 RU 2018115461 A RU2018115461 A RU 2018115461A RU 2018115461 A RU2018115461 A RU 2018115461A RU 2686193 C1 RU2686193 C1 RU 2686193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- components
- base frequency
- supply
- additional components
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
- B01F25/40—Static mixers
- B01F25/46—Homogenising or emulsifying nozzles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
Abstract
Description
Изобретение относится к микромасштабным реакторам со сталкивающимися микроструями двух потоков жидкости - устройствам для проведения различных быстропротекающих реакций, преимущественно с образованием твердых частиц в качестве продукта, и может быть использовано в химической и других технологиях, в том числе для получения наноразмерных частиц, включая оксидные.The invention relates to microscale reactors with colliding micro-jets of two liquid streams - devices for carrying out various high-speed reactions, mainly with the formation of solid particles as a product, and can be used in chemical and other technologies, including the production of nanoscale particles, including oxide ones.
Наноразмерные частицы оксидов применяют при изготовлении катализаторов, функциональной и конструкционной керамики, композиционных материалов различного назначения. Существует два традиционных метода получения оксидных наночастиц: 1) метод осаждения, 2) гидротермальный метод.Nano-sized particles of oxides are used in the manufacture of catalysts, functional and structural ceramics, composite materials for various purposes. There are two traditional methods for producing oxide nanoparticles: 1) deposition method, 2) hydrothermal method.
Метод осаждения заключается в реализации процесса осаждения различных соединений металлов из растворов их солей с помощью осадителей. Продуктом осаждения обычно являются гидроксиды металлов. Регулированием рН и температуры раствора солей возможно создание оптимальных условий осаждения, при которых повышаются скорость кристаллизации, и образуется высокодисперсный гидроксид. Затем продукт при необходимости прокаливают для разложения гидроксидов до образования соответствующих оксидов металлов. Получаемые нанопорошки обычно имеют размеры частиц от 10 до 100 нм. Форма отдельных частиц, как правило, близка к сферической (
В последние годы для получения нанокристаллических оксидных материалов все более широкое применение находит гидротермальный метод, который позволяет управлять морфологией дисперсного продукта за счет варьирования параметров проведения процесса (температуры, давления, химического состава и концентрации гидротермального раствора, продолжительности процесса и т.д.) (L.Z. Pei, Т. Wei, N. Lin, C.G. Fan, Zao Yang Aluminium bismuthate nanorods and the electrochemical performance for detection of tartaric acid // Journal of Alloys and Compounds. Volume 679, 15 September 2016, Pages 39-46).In recent years, to obtain nanocrystalline oxide materials, the hydrothermal method is becoming more widely used, which allows controlling the morphology of the dispersed product by varying the process parameters (temperature, pressure, chemical composition and concentration of the hydrothermal solution, process time, etc.) (LZ Pei, T. Wei, N. Lin, CG Fan, Zao Yang Aluminum bismuth film for tartaric acid // Journal of Alloys and Compounds (
Сущность гидротермального метода заключается в обработке солей, оксидов или гидроксидов металлов в виде раствора или суспензии при повышенных значениях температуры и давления (обычно до 500°С и 100 МПа). При этом в растворе или суспензии происходят химические реакции, приводящие к образованию продукта реакции - простого или сложного оксида.The essence of the hydrothermal method is the treatment of salts, oxides or hydroxides of metals in the form of a solution or suspension at elevated temperatures and pressures (usually up to 500 ° C and 100 MPa). In this case, chemical reactions occur in a solution or suspension, leading to the formation of a reaction product — a simple or complex oxide.
Гидротермальный синтез проводят в автоклавах, часто футерованных тефлоном, объемом от десятков миллилитров до сотен литров. Продолжительность обработки может варьироваться от нескольких минут до нескольких суток. Для быстропротекающих процессов могут использоваться автоклавы проточного типа, имеющие существенно более сложное аппаратурное оформление, чем автоклавы периодического действия.Hydrothermal synthesis is carried out in autoclaves, often lined with Teflon, ranging in volume from tens of milliliters to hundreds of liters. The processing time can vary from several minutes to several days. For fast processes, flow-type autoclaves can be used, which have significantly more complex instrumentation than batch autoclaves.
Высокое давление увеличивает температуру кипения, поэтому процесс можно проводить при более высокой температуре, чем в водных растворах при атмосферном давлении. С увеличением температуры увеличивается растворимость веществ, осаждение продукта реакции происходит медленнее, кристаллы продукта получаются менее агломерированными, чем при осаждении в обычных условиях.High pressure increases the boiling point, so the process can be carried out at a higher temperature than in aqueous solutions at atmospheric pressure. With an increase in temperature, the solubility of substances increases, precipitation of the reaction product occurs more slowly, the product crystals are less agglomerated than during precipitation under normal conditions.
После автоклавирования в случае использования автоклавов периодического действия реакционный сосуд охлаждают до комнатной температуры. Продукт гидротермального синтеза отделяют от маточного раствора фильтрованием, например, на стеклянном фильтре, или центрифугированием, после чего промывают несколько раз дистиллированной водой и высушивают, обычно при 80-105°С.After autoclaving in the case of using batch autoclaves, the reaction vessel is cooled to room temperature. The product of hydrothermal synthesis is separated from the mother liquor by filtration, for example, on a glass filter, or by centrifugation, and then washed several times with distilled water and dried, usually at 80-105 ° C.
Гидротермальный метод получил широкое развитие в последние десятилетия благодаря сравнительной простоте и дешевизне (из оборудования необходим только автоклав) и возможности получения практически монодисперсных нанопорошков с размером частиц от единиц до десятков нанометров.The hydrothermal method has been widely developed in recent decades due to its comparative simplicity and low cost (only an autoclave is needed from the equipment) and the possibility of obtaining almost monodisperse nanopowders with a particle size from units to tens of nanometers.
Известно устройство для получения оксидных наноразмерных частиц, содержащее автоклав, в котором для интенсификации процесса с целью понижения температуры гидротермального синтеза и получения более высокодисперсного нанопорошка перед гидротермальной обработкой или непосредственно в процессе гидротермального синтеза осуществляют ультразвуковую обработку исходных реагентов [Пожидаева О.В., Корыткова Э.Н., Дроздова И.А., Гусаров В.В. Влияние условий гидротермального синтеза на фазовое состояние и размер частиц ультрадисперсного диоксида циркония // Журн. общей химии. 1999. Т. 69. №8. С. 1265-1269.; Кузнецова В.А., Альмяшева О.В., Гусаров В.В. Влияние микроволновой и ультразвуковой обработки на образование CoFe2O4 в гидротермальных условиях // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. №2. С. 266-272]. Ультразвуковая обработка имеет существенные ограничения обрабатываемого объема, а ее использования необходимо дорогостоящее оборудование с низким кпд, что приводит к увеличению энергозатрат и ограничивает область применения данного метода лабораторным уровнем.A device is known for producing oxide nanoscale particles containing an autoclave, in which to intensify the process in order to lower the temperature of the hydrothermal synthesis and to obtain a more highly dispersed nanopowder before the hydrothermal treatment or directly during the hydrothermal synthesis, ultrasonic treatment of the initial reagents is performed [Pozhidaeva OV, Korytkova E .N., Drozdova IA, Gusarov V.V. Effect of hydrothermal synthesis conditions on the phase state and particle size of ultrafine zirconia // Zh. general chemistry. 1999. T. 69.
К недостаткам гидротермального метода синтеза наночастиц следует отнести: 1) необходимость нагрева водных растворов или суспензий до больших значений температуры и давления, что требует применения автоклавов из дорогостоящих жаропрочных материалов; 2) режим работы аппарата, как правило, периодический, что снижает среднюю за цикл производительность оборудования; 3) при нагреве и охлаждении реагентов необходимо также нагревать/охлаждать и само оборудование - автоклавы, имеющие большую массу, а следовательно и большую теплоемкость, что приводит к непроизводительным затратам энергии и времени; 4) в автоклавах большого объема сложно обеспечить равномерное распределение температуры и концентрации компонентов по всему объему реакционного пространства, что не позволяет проводить синтез продукта в оптимальных для протекания химической реакции условиях.The disadvantages of the hydrothermal method for the synthesis of nanoparticles include: 1) the need to heat aqueous solutions or suspensions to high temperatures and pressures, which requires the use of autoclaves made of expensive heat-resistant materials; 2) the mode of operation of the apparatus, as a rule, is periodic, which reduces the productivity of the equipment that is average per cycle; 3) when heating and cooling the reagents, it is also necessary to heat / cool the equipment itself - autoclaves having a large mass and, consequently, a large heat capacity, which leads to unproductive expenditure of energy and time; 4) in autoclaves of large volume it is difficult to ensure uniform distribution of temperature and concentration of components throughout the entire volume of the reaction space, which does not allow for the synthesis of the product in conditions optimal for a chemical reaction.
Известно устройство - аналог предлагаемого изобретения - струйный микрореактор со сталкивающимися струями для получения наноразмерных частиц при контактировании растворов исходных компонентов, содержащее камеру с двумя боковыми соплами расположенными соосно друг к другу (J. Han, Z. Zhu, Н. Qian, A. R. Wohl, С.J. Beaman, Т. R. Ноуе, С.W. Macosko A Simple Confined Impingement Jets Mixer for Flash Nanoprecipitation// Journal of pharmaceutical sciences. DOI 10.1002/jps.23259; K. Krupa, M.A. Sultan, C. P. Fonte, M. I. Nunes, M. M. Dias, J. С.B. Lopes, R. J. Santos Characterization of mixing in T-jets mixers// Chemical Engineering Journal, 2012, http://dx.doi.Org/10.1016/j.cej.2012.07.062). При столкновении соосных струй жидкости, истекающих из сопел, в определенном диапазоне расходов в камере возникают автоколебания, приводящие к интенсификации перемешивания в камере. Однако ввиду наличия крупномасштабных вихрей в камере устройства время пребывания микромасштабных элементов жидкости в ней имеет существенный разброс. Это приводит к протеканию побочных реакций в аппарате с образованием нежелательных продуктов, к формированию чрезмерно крупных частиц, не относящихся к наноразмерному масштабу (более 100 нм). Кроме того, в известном устройстве не предусмотрена регулировка конструктивных параметров, позволяющая добиться оптимальных режимов его функционирования. Наконец, в известном устройстве не предусмотрена возможность дозированного ввода дополнительных компонентов.A device is known - an analogue of the invention - a jet microreactor with colliding jets for producing nanoscale particles when contacting solutions of the initial components, comprising a chamber with two side nozzles arranged coaxially to each other (J. Han, Z. Zhu, N. Qian, AR Wohl, С J. Beaman, T. R. Noue, C.W. Macosko A Simple Confined Impingement Jets Mixer for Flash Nanoprecipitation // Journal of Pharmaceutical Sciences, DOI 10.1002 / jps.23259; K. Krupa, MA Sultan, CP Fonte, MI Nunes, MM Dias, J. C. B. Lopes, RJ Santos Characterization of mixing in T-jets mixers // Chemical Engineering Journal, 2012, http://dx.doi.Org/10.1016/j.cej.2012.07.062 ). When a coaxial liquid jet emanating from the nozzles collides in a certain range of flow rates, self-oscillations occur in the chamber, leading to an intensification of mixing in the chamber. However, due to the presence of large-scale vortices in the device chamber, the residence time of the microscale fluid elements in it has a significant scatter. This leads to the occurrence of side reactions in the apparatus with the formation of undesirable products, to the formation of excessively large particles that are not related to the nanoscale scale (more than 100 nm). In addition, in the known device is not provided for the adjustment of the design parameters, allowing to achieve optimal modes of its operation. Finally, in the known device does not provide the possibility of dosed input of additional components.
Это существенным образом ограничивает возможности известного устройства, не позволяя добиться оптимальных режимов даже на лабораторном масштабе, и тем более, перейти к промышленному уровню производства наночастиц.This significantly limits the capabilities of the known device, not allowing to achieve optimal modes even on a laboratory scale, and even more so to move to an industrial level of nanoparticle production.
Известно устройство - микрореактор для получения нанопорошков феррита кобальта (прототип) (патент РФ №2625981; МПК B22F 9/24 (2006.01), C01G 49/02 (2006.01), С01G 51/04 (2006.01), С30В 29/26 (2006.01), B01F 3/08 (2006.01), B01F 5/08 (2006.01), В82В 3/00 (2006.01), B82Y 40/00 (2011.01)), содержащий корпус и патрубки с соплами для подачи исходных компонентов и патрубок для отвода продуктов, отличающийся тем, что корпус микрореактора имеет цилиндрическую форму с коническим днищем, крышку, патрубки с соплами для подачи исходных компонентов выполнены с возможностью тонкой регулировки направления струи, в крышке соосно корпусу установлен патрубок для подачи продувочного газа, а в днище установлен выпускной патрубок для отвода продувочного газа и продуктов реакции, причем площадь выпускного патрубка в 20-50 раз превышает суммарную площадь всех патрубков для подачи исходных компонентов.A device is known - a microreactor for producing cobalt ferrite nanopowders (prototype) (RF Patent No. 2625981; IPC
Известное устройство-прототип позволяет снизить температуру и давление, необходимые для проведения синтеза оксидных наноразмерных частиц, снизить затраты энергии и обеспечить непрерывности процесса с возможностью его осуществления в промышленном масштабе, сократить стоимость оборудования, увеличить выход и селективность процесса, обеспечить благоприятные предпосылки для быстропротекающих реакций за счет поддержания стабильных и эффективных гидродинамических условий контактирования реагентов и быстрого отвода продуктов реакции.The known device prototype allows to reduce the temperature and pressure required for the synthesis of oxide nano-sized particles, reduce energy costs and ensure process continuity with the possibility of its implementation on an industrial scale, reduce equipment costs, increase the yield and selectivity of the process, provide favorable prerequisites for fast reactions by maintaining stable and effective hydrodynamic conditions of contacting the reactants and rapid removal of the reaction products .
К недостаткам прототипа относятся: 1) контактирование фаз в пелене характеризуется неравномерностью условий перемешивания, увеличенным временем пребывания в ней в силу сравнительно большого объема пелены по сравнению с размером нанокристаллов, в результате образовавшиеся в пелене кристаллы быстро растут; 2) при умеренных скоростях струй (менее 8-10 м/с) возрастает толщина пелены, образующейся при столкновении струй, что приводит к еще большему увеличению времени пребывания образовавшихся нанокристаллитов в зоне перемешивания и их агломерации. Размеры агломератов быстро растут, достигая 10-20 мкм, что значительно превышает порог в 100 нм, а образовавшийся продукт теряет кристаллическую структуру.The disadvantages of the prototype include: 1) the contacting of the phases in the shroud is characterized by uneven mixing conditions, an increased residence time due to the relatively large volume of the shroud compared to the size of the nanocrystals, as a result the crystals formed in the shade quickly grow; 2) at moderate jet velocities (less than 8–10 m / s), the thickness of the shroud that forms when the jets collide increases, which leads to an even greater increase in the residence time of the formed nanocrystallites in the mixing zone and their agglomeration. The sizes of the agglomerates grow rapidly, reaching 10–20 μm, which significantly exceeds the threshold of 100 nm, and the resulting product loses its crystalline structure.
Кроме того, в прототипе не предусмотрена возможность тонкой регулировки расхода подаваемых в зону реакции дополнительных компонентов, особенно необходимая при получении наноразмерных продуктов. При подаче дополнительных компонентов в виде струй, сталкивающихся с пеленой, зона их высокой концентрации локализовано вблизи области столкновения струи с пеленой, дальнейшее перераспределение по пелене определяется уровнем перемешивания в пелене и недостаточно высокое в силу того, что один из размеров пелены (толщина) много меньше двух других.In addition, the prototype does not provide for the possibility of fine adjustment of the flow rate of additional components supplied to the reaction zone, especially necessary when producing nanoscale products. When additional components are supplied as jets colliding with the shroud, their high concentration zone is localized near the jet's collision area with the shroud, further redistribution over the shade is determined by the level of mixing in the shroud and not sufficiently high due to the fact that one of the sizes of the shroud (thickness) is much smaller two others.
Задача предлагаемого изобретения заключается в увеличении выхода наноразмерных кристаллов, повышении гибкости управления параметрами процесса, в достижении более полного использования реагентов, снижении затрат энергии на непроизводительную подачу растворов реагентов, сокращении издержек на отделение целевого продукта кристаллической структуры от побочных продуктов и остатков исходных компонентов.The task of the invention is to increase the yield of nanoscale crystals, increase the flexibility of managing process parameters, to achieve a more complete use of reagents, reducing energy costs for unproductive supply of reagent solutions, reducing the cost of separating the target product of the crystalline structure from by-products and residues of the original components.
Поставленная задача достигается тем, что в струйном микрореакторе, содержащем корпус и патрубки с соплами для подачи исходных компонентов и патрубок для отвода продуктов, согласно изобретению, каждое из сопел выполнено под углом к оси соответствующего патрубка, а патрубок имеет возможность поворота относительно корпуса вокруг собственной оси, а каждый из патрубков соединен при помощи трубопровода с пульсационным устройством в виде камеры переменного объема, подключенной к приводу колебательных движений.The task is achieved by the fact that in the jet microreactor comprising a housing and nozzles with nozzles for supplying initial components and a nozzle for withdrawing products, according to the invention, each of the nozzles is angled with the axis of the corresponding nozzle, and the nozzle has the ability to rotate relative to the body around its own axis , and each of the nozzles is connected by means of a pipeline with a pulsation device in the form of a variable volume chamber connected to an oscillatory drive.
Поставленная задача достигается также тем, что в способе управления струйным микрореактором, заключающемся в подаче исходных компонентов в патрубки с соплами, согласно изобретению, основные компоненты подают с базовой частотой f, дополнительные компоненты подают с частотами, превышающими базовую частоту f в 2-10 раз, модулированных базовой частотой f, при этом подачу дополнительных компонентов производят только при положительном значении мгновенного расхода основных компонентов.The task is also achieved by the fact that in the method of controlling an inkjet microreactor, which consists in supplying the initial components to the nozzles with nozzles, according to the invention, the main components are served with the base frequency f, the additional components are served with frequencies exceeding the base frequency f by 2-10 times, modulated base frequency f, while the supply of additional components produced only with a positive value of the instantaneous consumption of the main components.
Заявляемые устройство и способ позволяют получать больше наноразмерных кристаллов при заданном расходе растворов реагентов, повысить гибкость управления параметрами процесса (за счет варьирования не только расходов растворов реагентов, их концентрации, частоты и амплитуды пульсаций). Благодаря повышению выхода продукта в конечном счете удается достичь более полного использования реагентов, снизить затраты энергии на непроизводительную подачу растворов реагентов, а в последующем - сократить издержки на отделение целевого продукта кристаллической структуры от побочных продуктов и остатков исходных компонентов.The inventive device and method allow to obtain more nanoscale crystals at a given flow rate of reagent solutions, to increase the flexibility of control of process parameters (by varying not only the flow rates of reagent solutions, their concentration, frequency and amplitude of pulsations). By increasing the yield of the product, it is ultimately possible to achieve a more complete use of the reagents, to reduce the energy costs of unproductive supply of reagent solutions, and subsequently to reduce the costs of separating the target product of the crystalline structure from by-products and residues of the starting components.
Заявляемое техническое решение является новым, обладает изобретательским уровнем и промышленно применимо.The claimed technical solution is new, has an inventive step and is industrially applicable.
По сравнению с гидротермальным синтезом предлагаемое изобретение позволяет снизить температуру и давление, необходимые для проведения синтеза оксидных наноразмерных частиц.Compared with hydrothermal synthesis, the present invention allows to reduce the temperature and pressure required for the synthesis of oxide nanoscale particles.
На фиг. 1 изображена схема струйного микрореактора, на фиг. 2 -устройство сопла, выполненного под углом к оси соответствующего патрубка, на фиг. 3 - временная диаграмма мгновенной подачи растворов реагентов в патрубки 2 микрореактора (V+Vпульс); на фиг. 4 представлена временная диаграмма мгновенной подачи растворов реагентов в патрубки 2 (V+Vпульс) и патрубки 17 (Vдоп) микрореактора.FIG. 1 is a diagram of a jet microreactor; FIG. 2 —the device of a nozzle, made at an angle to the axis of the corresponding nozzle; FIG. 3 - timing diagram of the instantaneous supply of reagent solutions to the
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, содержащее корпус 1, патрубки 2 с соплами 3 для подачи исходных компонентов и патрубок 4 для отвода продуктов. Корпус 1 микрореактора имеет цилиндрическую форму с коническим днищем 5 и крышкой 6. Предпочтительными являются диаметр D корпуса 1 в диапазоне от 50 до 100 мм, форма крышки 6 предпочтительно сферической либо эллиптической формы. Исполнение диаметра корпуса 1 менее 50 мм приводит к эффекту вторичного брызгообразования, а более 100 мм - к увеличению габаритов и стоимости аппарата.FIG. 1 shows the inventive device comprising a
На фиг. 2 показана схема выполнения каждого из сопел 3 под углом к оси соответствующего патрубка 2, при этом патрубок 2 имеет возможность поворота относительно корпуса вокруг собственной оси. Для этих целей патрубки 2 выполнены как одно целое с коническими пробками 8 (впаяны, вварены, вклеены или закреплены иным образом), которые, в свою очередь, герметично установлены в конических гнездах 7. Угол ф между осями сопла 3 и соответствующего патрубка составляет 10°±5° и зависит от точности изготовления корпуса 1 и соосности гнезд 7. Возможно выполнение гнезд 7 и пробок 8 другой формы, например, сферической или цилиндрической. При изготовлении корпуса аппарата из стекла гнезда 7 могут представлять собой стеклянные шлифы, а пробки 8 - стеклянные керны. Для монтажа патрубков 2 в корпусе 1 могут быть также использованы другие герметичные узлы (например, сальниковые или манжетные), позволяющие поворачивать в них патрубки вокруг собственной оси.FIG. 2 shows the execution scheme of each of the
Патрубки 2 с соплами 3 для подачи исходных компонентов имеют возможность тонкой регулировки направления струй, истекающих из сопел 3, за счет возможности поворота патрубков 2. Это позволяет добиться точного совпадения струй даже при существенном несовпадении осей гнезд 7, выполненных в корпусе 1.The
В крышке 6 соосно корпусу 1 установлен патрубок 9 для подачи продувочного газа, а в днище 5 установлен выпускной патрубок 4 для отвода продувочного газа и продуктов реакции, причем площадь выпускного патрубка в 20-50 раз превышает суммарную площадь всех патрубков для подачи исходных компонентов. Конкретное значение площади выпускного патрубка 4 определяется из условия отвода продуктов из корпуса 1 в виде тонкой стекающей по стенке пленки, чтобы предотвратить длительное пребывание реагентов в растворе и обеспечить быстрый отвод раствора, содержащего продукт и непрореагировавшие реагенты, тем самым ограничивая рост наноразмерных кристаллов.The
Каждый из патрубков 2 соединен при помощи трубопровода с пульсационным устройством, содержащим камеры 10 переменного объема, подключенные к приводу колебательных движений 11. Привод соединен с каждой из камер 10 при помощи траверсы 12, за счет чего обеспечивается синфазность колебаний, создаваемой в каждом из сопел 3.Each of the
Растворы подаются в сопла из емкостей 13 и 14 насосами 15. Для сбора продукта используется приемная емкость 16. Для подачи дополнительных реагентов, промывочной воды или растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) предназначены дополнительные сопла 17. Сопла 17 могут быть исполнены, как и сопла 3, с возможность поворота относительно корпуса вокруг собственной оси.Solutions are fed to the nozzles from the
Предлагаемый аппарат работает следующим образом.The proposed apparatus works as follows.
При подаче растворов исходных сред (на фиг. 1 обозначены как раствор 1 и раствор 2) с расходами V в аппарат через сопла 3 и включении привода колебательных движений 11 на стационарный поток растворов, создаваемый насосами 15, накладываются колебательные движения, создаваемые приводом 11 с камерами 10 переменного объема. В результате модуляции потока колебаниями, в том числе близкими к синусоидальным, при этом происходит изменение мгновенного расхода по гармоническому закону, как показано на фиг. 3. В общем случае колебания могут иметь и другую форму: треугольную, прямоугольную, трапецеидальную или иную. В результате наложения стационарного расхода V и пульсационного расхода Vпульс при достаточной амплитуде последнего примерно в течение одного полупериода происходит нагнетание растворов в сопла 4 (положительные значения суммарного расхода V+Vпульс на фиг. 3). При этом формируются капли 18, суммарный объем которых за один период колебаний Т представляет собой интегралWhen feeding solutions of the original media (in Fig. 1 are labeled as
Интеграл в выражении (1) рассчитывают в пределах, когда значение суммарного расхода положительно: (V+Vпульс)>0. Индексы 1 и 2 в формуле (1) соответствуют растворам 1 и 2. Значение этого интеграла соответствует площади под кривой V+Vпульс.The integral in the expression (1) is calculated within the limits when the total flow value is positive: (V + Vpuls)> 0.
Размер (и соответствующий ему объем) капель определяется главным образом неустойчивостью Кельвина-Гельмгольца, возникающей в результате образования поверхностных волн при продольном движении двух несмешивающихся жидкостей относительно поверхности раздела. При данном виде неустойчивости характерный размер капель может быть найден по формуле [Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. Ч. 1. - М.: Наука, 1987. - 464 с]The size (and the corresponding volume) of the droplets is determined mainly by the Kelvin-Helmholtz instability resulting from the formation of surface waves during the longitudinal motion of two immiscible liquids relative to the interface. With this type of instability, the characteristic droplet size can be found by the formula [R. I. Nigmatulin. Dynamics of multiphase media.
где σ - коэффициент межфазного натяжения, Н/м; ρ1 ρ2 - плотности жидкостей, кг/м3; w - скорость струи раствора относительно воздуха, м/с.where σ is the interfacial tension coefficient, N / m; ρ 1 ρ 2 - density of liquids, kg / m 3 ; w is the velocity of the jet of solution relative to air, m / s.
При наложении пульсаций на стационарный поток жидкости в сопле скорость в струях многократно возрастает, что хорошо видно из графиков мгновенных расходов на фиг. 3. В результате возрастания скорости, как следует из формулы (2), формируются мелкодисперсные капли стабильных размеровWhen pulsations are superimposed on a stationary fluid flow in the nozzle, the velocity in the jets increases many times, which is clearly seen from the graphs of the instantaneous flow rates in FIG. 3. As a result of the increase in speed, as follows from formula (2), finely dispersed droplets of stable sizes are formed.
Капли 18, формируемые в фазе положительного суммарного расхода (первая половина колебаний на диаграмме на фиг. 3), сталкиваются, формируя капли 19, в которых находятся растворы реагентов 1 и 2.Drops 18, formed in the phase of positive total flow (the first half of the oscillations in the diagram in Fig. 3), collide, forming drops 19, in which are solutions of
В фазе отрицательного суммарного расхода (вторая половина колебаний на диаграмме на фиг. 3) в камерах 10 переменного объема возникает разрежение, приводящее к наполнению камер 10 растворами 1 и 2, при этом подача растворов через сопла 3 прекращается, что способствует подаче мелкодисперсных капель «пакетами».In the phase of negative total flow (the second half of the oscillations in the diagram in Fig. 3), a negative pressure occurs in the
В результате того, что объем капель 19, в которых происходит контакт реагентов с соответствующей химической реакцией, ограничен и существенно меньше, чем объем пелены, возникающей в аппарате-прототипе, при заданной концентрации реагентов ограничено и количество молекул веществ, способных участвовать в реакции. Благодаря этому рост твердых кристаллических частиц, образующихся в объеме капель 19, также ограничен, что создает условия, благоприятные для формирования наноразмерных кристаллов.Due to the fact that the volume of
Продувочный газ подается нагнетателем (газодувкой или вентилятором, на фиг. 1 не показан), продукты реакции собираются в емкости 16. После промывки полученных продуктов водой их сушат в сушильном шкафу.The purge gas is supplied by a supercharger (a gas blower or a fan, not shown in Fig. 1), the reaction products are collected in a
Исследования показали, что скорость струй следует задавать в интервале от 3 до 10 м/с; чем больше диаметр аппарата, тем выше расчетная скорость струй.Studies have shown that the speed of the jets should be set in the range from 3 to 10 m / s; the larger the diameter of the apparatus, the higher the estimated velocity of the jets.
Получение кристаллов при температуре в диапазоне от 20°С до 30°С, с одной стороны, обеспечивает получение наноразмерного состава частиц продукта, с другой, позволяет проводить процесс в «мягких» условиях, при давлении, близком к атмосферному, что, в свою очередь, позволяет сократить расходы на оборудование для нагрева и создания высокого давления, а также многократно снизить эксплуатационные расходы.Obtaining crystals at a temperature in the range from 20 ° C to 30 ° C, on the one hand, provides for obtaining a nanoscale composition of the product particles, on the other hand, allows the process to be carried out in “mild” conditions, at a pressure close to atmospheric, which, in turn , reduces the cost of equipment for heating and creating a high pressure, as well as significantly reduce operating costs.
В цилиндрической части корпуса могут быть также установлены два или более патрубков 17 для подачи дополнительных компонентов (например, воды для промывки продуктов, растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) или дополнительных реагентов) в виде тонких струй диаметром от 10 до 1000 мкм, которые дробятся на капли 20 и сливаются с каплями 19 контактирующих растворов исходных компонентов. Растворы ПАВ также подают при наложении пульсаций при помощи дополнительного привода колебательных движений с камерами переменного объема, имеющими конструкцию, аналогичную системе камер 10 переменного объема, подключенных к приводу колебательных движений 11 (на фиг. 1 система пульсаций для патрубков 17 условно не показана).In the cylindrical part of the body can also be installed two or
Согласно предлагаемому способу управления струйным микрореактором, подачу исходных компонентов: основные компоненты в виде растворов реагентов в патрубки 2 с соплами 3 и дополнительные компоненты, указанные выше, осуществляют следующим образом: основные компоненты подают с базовой частотой f, дополнительные компоненты подают с частотами, превышающими базовую частоту f в 2-10 раз, модулированных базовой частотой f.According to the proposed method of controlling the jet microreactor, the supply of the initial components: the main components in the form of reagent solutions to the
Значение базовой частоты f определяется условиями отрыва капель заданных размеров и связано с расходами растворов реагентов 1 и 2, объемом камер 10 переменного объема и амплитудой колебаний траверсы 12 и может быть найдено расчетом или экспериментально.The value of the base frequency f is determined by the conditions of detachment of droplets of a given size and is associated with the consumption of solutions of
Подача дополнительных компонентов с частотами, превышающими базовую частоту f в 2-10 раз, обуславливает более частый отрыв капель 20 дополнительных компонентов, что позволяет добиться тонкой их дозировки при слиянии с каплями 19. Модуляция расходов дополнительных компонентов базовой частотой f позволяет предотвратить распыление дополнительных компонентов в моменты времени, когда подача растворов 1 и 2 отсутствует.The supply of additional components with frequencies exceeding the base frequency f 2-10 times causes more frequent detachment of drops of 20 additional components, which allows them to be thinly dispensed when merged with the
Под модуляцией здесь понимается процесс изменения одного или нескольких параметров модулируемого несущего сигнала при помощи модулирующего сигнала (Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. Книга 1. М.: Советское радио, 1974. 552 с). В рассматриваемом случае расход дополнительных компонентов модулируется сигналом, соответствующим базовой частоте f подачи основных исходных компонентов, как показано на фиг. 4.Under the modulation here refers to the process of changing one or more parameters of the modulated carrier signal using a modulating signal (Levin, B. Theoretical Foundations of Statistical Radio Engineering.
Подача дополнительных компонентов с повышенной частотой позволяет добиться получения капель 20, более мелких, чем капли 18 основных компонентов, а значит, обеспечивает их точную дозировку. Кроме того, дискретная подача капель 20, имеющими объем от единиц до сотен нанолитров, обеспечивает более высокое качество перемешивания в каплях 19.Submission of additional components with increased frequency allows you to achieve drops of 20, smaller than the drops of 18 main components, and therefore ensures their accurate dosage. In addition, the discrete supply of
Модуляция подачи дополнительных компонентов базовой частотой f так, как показано на фиг. 4, позволяет предотвратить впрыск капель 20 в те моменты, когда подача капель 18 не осуществляется, т.е. во втором полупериоде колебаний с базовой частотой f. Другими словами, подача дополнительных компонентов происходит только при положительном значении мгновенного расхода основных компонентов.The modulation of the supply of additional components to the base frequency f as shown in FIG. 4, allows you to prevent the injection of
На фиг. 4 показан пример, когда частота подачи дополнительных компонентов превышает базовую частоту в 5 раз. Во втором (отрицательном) полупериоде подачи основных исходных компонентов подача дополнительных компонентов прекращается. Площадь под кривой Vдоп в течение положительных полупериодов, аналогично формуле (1), характеризует суммарный объем капель дополнительных компонентов, генерируемых за один период колебаний, сливающихся с каплями 19.FIG. 4 shows an example when the frequency of supplying additional components exceeds the base frequency by 5 times. In the second (negative) half-period of the supply of the main source components, the supply of additional components ceases. The area under the curve V dop during the positive half-periods, similar to formula (1), characterizes the total volume of drops of additional components generated during one period of oscillation, merging with the
Ввод поверхностно-активных веществ в ряде случаев способствует блокированию только что образовавшихся наноразмерных частиц, ипредотвращает образование агрегатов. Количество патрубков 17 - не менее двух, для обеспечения симметричного ввода дополнительных компонентов.Entering surfactants in some cases helps to block newly formed nano-sized particles, and prevents the formation of aggregates. The number of
Предлагаемый способ иллюстрируется следующим примеромThe proposed method is illustrated by the following example
ПРИМЕР 1. Синтез наночастиц ортоферрита кобальта (CoFe2O4):EXAMPLE 1. Synthesis of cobalt orthoferrite nanoparticles (CoFe 2 O 4 ):
Установка изготовлена согласно схеме на фиг. 1. Раствор 1 - смесь из раствора 6,704 г Fe(No3)3 в 66 мл дистиллированной воды и раствора 2,41 г Со(NO3)2 в 34 мл дистиллированной воды подается одним из насосов 15, раствор 2-2,656 г NaOH в 100 мл воды подается вторым насосом 15. Растворы 1 и 2 при температуре 20±3°С с помощью перистальтического насоса 15 подавали в корпус 1 микрореактора в виде тонких струй через патрубки 2 с соплами 3 со скоростями 3,5-4,5 м/с. Угол между осями сопел 1 устанавливали равным 90°. Водный раствор NaOH обеспечивал рН среды, отвечающей условиям соосаждения компонентов, т.е. значениям рН=7-8.The installation is made according to the scheme in FIG. 1. Solution 1 - a mixture of a solution of 6.704 g of Fe (No 3 ) 3 in 66 ml of distilled water and a solution of 2.41 g of Co (NO 3 ) 2 in 34 ml of distilled water is supplied by one of the
Включали привод колебательных движений 11 с заданной частотой (4,26; 5,36; 6,47; 8,08; 10,9; 13,9 Гц) и амплитудой 1 мм. При этом амплитуда объема камер 10 переменного объема составила 0,5 мл, а суммарная скорость струй при пульсациях достигала 53-72 м/с. Расчет по формуле (2) при этих условиях дает значение размеров капель в интервале 67-127 мкм.An
В месте контакта струй образовывались мелкие капли, в которых протекала реакция. Цвет капель практически мгновенно менялся на темный, а консистенция продукта творожистая.At the point of contact of the jets, small droplets were formed in which the reaction proceeded. The color of the drops almost instantly changed to dark, and the consistency of the product was curdled.
Сразу после формирования наночастиц в каплях 19 они промывались дополнительным компонентом - дистиллированной водой, подаваемой из двух патрубков 17 в виде пульсирующих струй с частотой, в 5 раз превышающей базовую частоту f, но модулированных базовой частотой f, как показано на фиг. 4. Амплитуда пульсаций дистиллированной воды варьировалась от 2,2% до 7% от амплитуды основных компонентов.Immediately after the formation of nanoparticles in
Капли образующейся суспензии собирали в емкость 16 под реактором, осадок дополнительно промывали методом декантации от примесных ионов и до нейтрального рН (рН=7) и отсутствия качественной реакции на ионы хлора (Cl-), а затем высушивали в сушильном шкафу при температуре 50°С.The droplets of the resulting suspension were collected in a
Полученный материал анализировался комплексом методов физико-химического анализа.The resulting material was analyzed by a complex of physico-chemical analysis methods.
Элементный состав образцов определяли методом рентгеноспектрального микроанализа на сканирующем электронном микроскопе FEI Company Quanta 200 с приставкой рентгеновского микроанализа EDAX с безазотным охлаждением.The elemental composition of the samples was determined by X-ray microanalysis on an FEI Company Quanta 200 scanning electron microscope with an EDAX X-ray microanalysis unit with nitrogen-free cooling.
Дифрактограммы полученного продукта были получены с помощью дифрактометра Rigaku Smartlab 3 в диапазоне углов 2Θ=20-80° со скоростью изменения температуры 3 град/мин и шагом 0,01°. Размер кристаллитов (областей когерентного рассеяния) определяли по уширению линий рентгеновской дифракции с использованием формулы Шеррера:The diffractograms of the obtained product were obtained using a
где D - размер кристаллитов, нм; λ - длина волны, нм; k - константа (величина k зависит от природы реагирующего вещества, в данном случае k≈1); β - ширина кривой распределения интенсивности на половине высоты максимума рефлекса; θ - угол Брэгга.where D is the crystallite size, nm; λ - wavelength, nm; k is a constant (the value of k depends on the nature of the reacting substance, in this case, k≈1); β is the width of the intensity distribution curve at half the height of the maximum of the reflex; θ is the Bragg angle.
Результаты элементного анализа свидетельствуют о том, что соотношение Co:Fe соответствовало стехиометрическому соотношению Co:Fe=1:2.The results of elemental analysis indicate that the ratio of Co: Fe corresponded to the stoichiometric ratio of Co: Fe = 1: 2.
Анализ полученных данных свидетельствует, что нанокристаллические частицы ортоферрита кобальта получены без дополнительной высокотемпературной или гидротермальной обработки, которая необходима в традиционных гидротермальных методах получения оксидных наночастиц.Analysis of the data obtained indicates that cobalt orthoferrite nanocrystalline particles were obtained without additional high-temperature or hydrothermal treatment, which is necessary in traditional hydrothermal methods for producing oxide nanoparticles.
Результаты анализа полученного порошка методом рентгеновской дифракции показывают, что в ходе микрореакторного синтеза в диапазоне частот 6,47-13,9 Гц был получен нанокристаллический феррит кобальта со средним размером кристаллитов 1,7-2,0 нм. Размеры нанокристаллического феррита кобальта зависели от частоты пульсаций следующим образом: при частоте 6,47 Гц размер кристаллов составил 2,0 нм, при частоте 10,9 Гц - 1,7 нм, при частоте 13,9 Гц - 1,8 нм.The results of the analysis of the obtained powder by the X-ray diffraction method show that in the course of microreactor synthesis in the frequency range 6.47–13.9 Hz, cobalt nanocrystalline ferrite was obtained with an average crystallite size of 1.7–2.0 nm. The size of cobalt nanocrystalline ferrite depended on the pulsation frequency as follows: at a frequency of 6.47 Hz, the crystal size was 2.0 nm, at a frequency of 10.9 Hz - 1.7 nm, and at a frequency of 13.9 Hz - 1.8 nm.
Известно, что при размере наночастиц меньше 10 нм феррит кобальта проявляет супермагнитные свойства.It is known that when the size of nanoparticles is less than 10 nm, cobalt ferrite exhibits super magnetic properties.
Базовые варианты иллюстрируются следующими примерамиBasic options are illustrated by the following examples.
ПРИМЕР 2. Получение наночастиц феррита кобальта по способу-прототипу.EXAMPLE 2. Obtaining nanoparticles of cobalt ferrite according to the method prototype.
Получение наночастиц феррита кобальта осуществлялась по способу-прототипу в аппарате-прототипе (патент РФ №2625981) при тех же условиях, что и в Примере 1, но без использования пульсаций. Анализ полученного продукта осуществлялся теми же методами.The preparation of cobalt ferrite nanoparticles was carried out according to the prototype method in the prototype apparatus (RF patent No. 2625981) under the same conditions as in Example 1, but without using pulsations. The analysis of the obtained product was carried out by the same methods.
Результаты анализа полученного порошка методом рентгеновской дифракции показывают, что в ходе микрореакторного синтеза был получен нанокристаллический феррит кобальта со средним размером кристаллитов 8 нм.The results of the analysis of the obtained powder by the method of X-ray diffraction show that in the course of microreactor synthesis nanocrystalline cobalt ferrite was obtained with an average crystallite size of 8 nm.
ПРИМЕР 3. Получение наночастиц феррита кобальта гидротермальным синтезом.EXAMPLE 3. Production of cobalt ferrite nanoparticles by hydrothermal synthesis.
В работе [Кузнецова В.А., Альмяшева О.В., Гусаров В.В. Влияние микроволновой и ультразвуковой обработки на образование CoFe2O4 в гидротермальных условиях // Физика и химия стекла. 2009. Т. 35. №2. С. 266-272.] осаждение проводилось из раствора CoCl2 и FeCl3, концентрацией 0,7 моль/л и 1,4 моль/л соответственно с помощью 2М раствора NaOH при рН=12. Затем осадок, промывался дистиллированной водой до отсутствия реакции на хлорид-ион и нейтрального рН и высушивался при температуре 70°С. Результаты рентгенофазового анализа, проводившегося с использованием дифрактометра ДРОН-3 (CuKα - излучение), свидетельствуют, что полученный образец представлял собой рентгеноаморфный материал. И лишь дальнейшая гидротермальная обработка при температуре 130°С позволила получить кристаллические наночастицы феррита кобальта с размером кристаллитов около 8 нм.In [Kuznetsova V.A., Almyasheva O.V., Gusarov V.V. Effect of microwave and ultrasonic treatment on the formation of CoFe 2 O 4 in hydrothermal conditions // Physics and Chemistry of Glass. 2009. T. 35.
Таким образом, использование предлагаемого способа и устройства позволяет получить нанопорошок феррита кобальта при сниженных (по сравнению с известными техническими решениями) температурами и давлениями, снизить затраты энергии и обеспечить непрерывность процесса с возможностью его осуществления в промышленном масштабе. Кроме того, избавление от необходимости применения автоклавов, печей, сверхкритических реакторов приводит к сокращению стоимости оборудования. Благодаря практически мгновенному контакту реагентов, быстрому и эффективному перемешиванию достигается увеличение селективности процесса и выхода. За счет поддержания стабильных и эффективных гидродинамических условий контактирования реагентов и быстрого отвода продуктов реакции обеспечиваются оптимальные условия для протекания быстропротекающих реакций осаждения, в которых практически исключено образование крупных частиц.Thus, the use of the proposed method and device allows to obtain a cobalt ferrite nanopowder at reduced temperatures and pressures (compared with the known technical solutions), to reduce energy costs and to ensure the continuity of the process with the possibility of its implementation on an industrial scale. In addition, eliminating the need to use autoclaves, furnaces, supercritical reactors leads to a reduction in the cost of equipment. Due to the almost instantaneous contact of reagents, rapid and efficient mixing, an increase in the selectivity of the process and yield is achieved. By maintaining stable and effective hydrodynamic conditions of contacting the reactants and rapid removal of the reaction products, optimal conditions are provided for the occurrence of fast-flowing precipitation reactions, in which the formation of large particles is virtually eliminated.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет получить наноразмерные частицы феррита кобальта с размером (1,7-2,0 нм), в 4 раза меньше, чем по изобретению-прототипу (8 нм).Thus, the use of the invention allows to obtain nanoscale particles of cobalt ferrite with a size (1.7-2.0 nm), 4 times less than in the invention of the prototype (8 nm).
В результате использования предлагаемого изобретения получается больше частиц, удовлетворяющих требованиям к наноразмерным частицам (в случае феррита кобальта - с размером менее 10 нм), т.е. возрастает выход «кондиционного» продукта, а значит, снижаются затраты энергии на непроизводительную подачу растворов реагентов, сокращаются издержки на отделение целевого продукта кристаллической структуры от побочных продуктов и остатков исходных компонентов. Использование способа управления струйным микрореактором повышает гибкость управления параметрами процесса за счет возможностей вариации частоты и амплитуды колебаний подачи дополнительных компонентов. Дополнительным средством управления является также варьирование частотой и амплитудой колебаний подачи дополнительных компонентов.As a result of the use of the invention, more particles are obtained that satisfy the requirements for nanoscale particles (in the case of cobalt ferrite with a size of less than 10 nm), i.e. the yield of the “conditioned” product increases, which means that energy costs for the unproductive supply of reagent solutions are reduced, the costs for the separation of the target product of the crystalline structure from by-products and residues of the starting components are reduced. Using the method of controlling the jet microreactor increases the flexibility of controlling the process parameters due to the possibility of varying the frequency and amplitude of the supply of additional components. An additional means of control is also the variation in the frequency and amplitude of oscillations of the supply of additional components.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115461A RU2686193C1 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115461A RU2686193C1 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686193C1 true RU2686193C1 (en) | 2019-04-24 |
Family
ID=66314826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018115461A RU2686193C1 (en) | 2018-04-24 | 2018-04-24 | Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686193C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2741735C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Microreactor-mixer in opposite swirled flows |
| RU2748486C1 (en) * | 2020-03-20 | 2021-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Microreactor-multi-stage mixer with swirling flows |
| RU2793562C2 (en) * | 2021-04-28 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Microreactor for synthesis of nanosized particles from solutions |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE378117B (en) * | 1972-03-14 | 1975-08-18 | Rudisleben Chemieanlagenbau | |
| SU1407525A1 (en) * | 1986-07-10 | 1988-07-07 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Mixing device for preparing reagent solutions |
| SU1526789A1 (en) * | 1987-03-19 | 1989-12-07 | Казанский филиал Московского энергетического института | Method of mixing two flows |
| EP2145676A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-20 | Kimman Process Solutions B.V. | Device and method for homogenizing fluids |
| RU2385761C1 (en) * | 2008-08-19 | 2010-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for treatment of liquids |
| RU2625981C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of producing nanopowder of cobalt ferrite and microreactor to this end |
-
2018
- 2018-04-24 RU RU2018115461A patent/RU2686193C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE378117B (en) * | 1972-03-14 | 1975-08-18 | Rudisleben Chemieanlagenbau | |
| SU1407525A1 (en) * | 1986-07-10 | 1988-07-07 | Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе | Mixing device for preparing reagent solutions |
| SU1526789A1 (en) * | 1987-03-19 | 1989-12-07 | Казанский филиал Московского энергетического института | Method of mixing two flows |
| EP2145676A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-20 | Kimman Process Solutions B.V. | Device and method for homogenizing fluids |
| RU2385761C1 (en) * | 2008-08-19 | 2010-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | Device for treatment of liquids |
| RU2625981C1 (en) * | 2016-09-16 | 2017-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Method of producing nanopowder of cobalt ferrite and microreactor to this end |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2748486C1 (en) * | 2020-03-20 | 2021-05-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Microreactor-multi-stage mixer with swirling flows |
| RU2741735C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-01-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) | Microreactor-mixer in opposite swirled flows |
| RU2793562C2 (en) * | 2021-04-28 | 2023-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" | Microreactor for synthesis of nanosized particles from solutions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100586850B1 (en) | A process for producing nano-powders and powders of nano-particle loose aggregate | |
| RU2625981C1 (en) | Method of producing nanopowder of cobalt ferrite and microreactor to this end | |
| Jordens et al. | Ultrasound precipitation of manganese carbonate: The effect of power and frequency on particle properties | |
| KR100621675B1 (en) | Process for producing nanometer grade powders | |
| Kim et al. | Agglomeration of nickel/cobalt/manganese hydroxide crystals in Couette–Taylor crystallizer | |
| RU2686193C1 (en) | Jet microreactor with colliding pulsating jets and method of controlling it | |
| GB2377661A (en) | Method of manufacturing particles | |
| CN1271174C (en) | Method for continuous preparation of nanometer-sized hydrous zirconia sol using microwave | |
| Abiev et al. | Synthesis of cobalt ferrite nanoparticles by means of confined impinging-jets reactors | |
| JP5804491B2 (en) | Metal oxide surface modification method in supercritical water | |
| JP6661108B2 (en) | Fluid treatment method | |
| KR20070119571A (en) | Preparation method of metal nano particle using micro mixer | |
| Badnore et al. | Synthesis of nanosized calcium carbonate using reverse miniemulsion technique: Comparison between sonochemical and conventional method | |
| JP2006503790A (en) | Continuous production method of zirconia hydrate nanoparticle sol | |
| Litwinowicz et al. | Formation dynamics of mesocrystals composed of organically modified CeO 2 nanoparticles: analogy to a particle formation model | |
| CN111902207B (en) | Continuous reactor device with constant shear | |
| CA2591293A1 (en) | Production of oxidic nanoparticles | |
| RU2748486C1 (en) | Microreactor-multi-stage mixer with swirling flows | |
| RU2748446C2 (en) | Method for synthesis of bismuth ferrite nanopowders | |
| RU2736287C1 (en) | Microreactor with swirled reagent solution streams | |
| EP2658811B1 (en) | Method of production for transition metal compound particles | |
| Paik et al. | A novel approach of precipitation of Ammonium Di-Uranate (ADU) by sonochemical route | |
| Jiang et al. | High throughput continuous synthesis of size-controlled nanoFe3O4 in segmented flow | |
| Swain et al. | Commercial process development for synthesis of spherical cobalt nanopowder by wet chemical reduction reaction | |
| RU2793562C2 (en) | Microreactor for synthesis of nanosized particles from solutions |