撞击流反应——沉淀法制取纳米二氧化钛

采用浸没循环撞击流反应器（SCISR），以四氯化钛水解－沉淀法制取纳米二氧化钛，得到平均粒径9.64nm产品，粒径分布相当窄。通过600℃或800℃下煅烧，可分别制得锐钛型或金红石型产品，后者伴随温度升高，晶粒长大，产品粒径比前者大－20nm。     

撞击流反应-沉淀法制纳米铜粉

采用液相还原-沉淀法在浸没循环撞击流反应器中，以氨水作为络合剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂，用硼氢化钾(KBH4)还原氯化铜制得纳米铜粉，通过单因素法初步得到影响粒径大小各因素的最佳工艺条件，XRD检测表明在优化条件下制得的产物主要是单质铜，TEM检测结果表明铜粉粒径为5～20nm。     

撞击流反应-沉淀法制纳米铜粉

采用液相还原-沉淀法在浸没循环撞击流反应器中,以氨水作为络合剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,用硼氢化钾(KBH4)还原氯化铜制得纳米铜粉.通过单因素法初步得到影响粒径大小各因素的最佳工艺条件.XRD检测表明在优化条件下制得的产物主要是单质铜,TEM检测结果表明铜粉粒径为5～20 nm.     

撞击流反应器制备超细磷酸锌的工艺研究

在撞击流反应器中,以氧化锌和磷酸为原料,乙醇-水溶液为溶剂,十六烷基三甲基溴化胺为分散剂,制备了超细磷酸锌产品。分别考察了反应物浓度、反应温度、反应时间、反应器搅拌转速及分散剂的用量对产品粒径的影响,并采用XRD、SEM和激光粒度分布仪对产物进行表征。结果表明制备磷酸锌的最佳工艺条件为：反应物浓度0.86 mol/L、反应温度70℃、反应时间1 h、反应器搅拌转速2 400 r/min、分散剂用量1.0%（相对产品理论产量的质量分数）。在该条件下制备的产品的平均粒径为7.094μm,粒径集中分布在3～15μm之间。产品的粒径小且分布均匀,晶体微观形貌呈现出规则的薄片状。     

撞击流反应制备纳米磷酸锌改进工艺研究

在浸没循环撞击流反应器(SCISR)中,以工业氧化锌和磷酸为原料,采用液-液相反应-沉淀法制备纳米磷酸锌.实验产品进行了X射线衍射(XRD)和电子透射显微镜(TEM)表征.探讨了反应物浓度、反应温度、反应时间及原料配比对收率的影响;初步确定制备纳米磷酸锌较适宜的工艺条件为:氧化锌溶液浓度0.86 mol/L,反应温度70 ℃,反应时间1 h,磷酸与氧化锌摩尔比0.67.XRD和TEM表征表明产品主要成分为Zn3(PO4)2·2H2O,平均粒径30-50 nm.     

纳米级二氧化钛超细粉的制备

采用醇盐的乙醇溶液，制备了纳米锐钛矿相二氧化钛粉体．通过TEM和XRD分析测试手段，对所得粉体进行了表征．TiO2粒子外观呈球形，粒径为5～10nm．用此制备工艺新技术，操作简单，无污染，易于实现工业化．     

撞击流-旋转填料床合成纳米硫化锌研究

以醋酸锌和硫化钠为原料,在撞击流-旋转填料床中采用反应沉淀法合成了纳米硫化锌.考察了撞击初速、超重力因子和后处理方法等因素对纳米硫化锌产品的影响,采用了SME,TEM,XRD和激光粒度测定等方法表征样品形貌和结构.研究结果表明,最佳合成条件为超重力因子β大于150,撞击初速u不低于25m/s,硫化锌直径为5～20nm,长为100～200nm,采用乙醇洗涤和真空干燥有助于防止纳米硫化锌硬团聚.     

撞击流反应器法纳米白炭黑的制备

在浸没循环撞击流反应器中,以九水硅酸钠和硫酸为原料,以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（ＣＴＡＢ）为分散剂,采用反应－沉淀法制备纳米白炭黑. 确定了制备纳米白炭黑的适宜工艺条件:硅酸钠浓度为０．３　ｍｏｌ／Ｌ,硫酸的质量浓度为２０％,反应终点ｐＨ为５,螺旋桨转速为８００　ｒ／ｍｉｎ,反应时间７０　ｍｉｎ, ＣＴＡＢ添加量为０．４ｇ／Ｌ. 采用Ｔ透射电子显微镜对产品进行表征,纳米白炭黑近似球型,粒径为１１　ｎｍ左右且分散性较好,纯度高,收率达到９８％以上. 实验所制得纳米白炭黑产品达到２０１０版中国药典的医药级标准.     

撞击流技术研究进展及新型反应装置研发

在化学生产和石油化工等多种过程工业中,都会涉及多项体系中相间热（质）传递,探求强化传递过程已成为研究的焦点和热点,撞击流作为一种有效强化相间传热传质、促进微观混合的新技术,在吸收、结晶、超细粉体制备等领域均展示出良好的应用前景。基于作者多年来在撞击流领域的经验积累和研究成果,对撞击流技术的研究进展及新型反应装置研发进行了综述。借助LDA、PDA、PLIF等先进可视化测试技术,提取不同结构布置形式下撞击流流场内部压力波动、瞬时和时均速度、浓度信号等丰富信息,获得关于流场的宏观压力、速度、浓度分布规律;同时准确把握流场内各物理参量在流体力学方程组中的作用,通过混沌分析、分形分析、小波变换以及希尔伯特-黄变换等非线性研究方法,识别信号的混沌与随机成分,计算出关联维、Kolmogorov熵、Lyapunov指数、Hurst指数等定量描述非线性特征参数,明确流场宏观运动特征、传热、传质以及反应效果的影响;另外,介绍了离析度IOS、平面混合均匀度U等指标,用于定量表征不同结构特性参数（喷嘴直径d、喷嘴间距L等）下撞击流反应（混合）器的混合、振荡特性研究现状,并确定利于混合的最佳工况,通过上述研究,不断完善复杂湍流体系理论;结合FLUENT数值模拟软件,实验与理论相互印证,为撞击流反应器结构的优化及新设备的研发提供指导性参数,基于此,作者先后自主研发出具有知识产权的多组同轴相向撞击流反应（混合）器、水平三向撞击流反应（混合）器等,并以双组分层式撞击流反应器为核心建立用于制备超细粉体工业规模示范装置,为撞击流技术在工业上的开发应用提供了一条新的思路;最后,指出探究与其他先进技术（超高压、超临界等）协同增效的复合型撞击流反应（混合）器,成为未来研究发展一大方向。     

撞击流浓缩器蒸发能力的实验研究

采用蔗糖水溶液作为试验溶液，通过改变空气进口温度、液气质量流量之比、液滴加速管的长度等对撞击流浓缩器(ISC)的蒸发能力进行了研究。研究结果表明：ISC的蒸发能力随空气进口温度的升高、液气比的减小而提高；在ISC中宜使用较短的加速管。     

浸没循环撞击流反应器制备纳米氧化铝的工艺研究

在撞击流反应器中以硝酸铝和碳酸氢铵为原料、聚乙二醇(PEG)为分散剂采用均匀沉淀法制备纳米氧化铝,并用X-射线衍射仪(XRD)及透射电子显微镜(TEM)对产品进行表征.探讨了原料配比、加料时间、洗涤液体积量比、反应时间等对收率的影响,初步确定适宜的工艺条件为:碳酸氢铵和硝酸铝的摩尔比是6∶1,硝酸铝的加料时间是30 min,洗涤过程中水与乙醇的体积比为1∶1,反应时间为1 h.分析结果表明制得了平均粒径为30~40 nm的-γAl2O3产品,且收率达98.22%.     

Synthesis of Ce-doped yttrium aluminum garnet phosphor by impinging streams co-precipitation

Phosphor yttrium aluminum garnet Y₃Al₅O₁₂ (YAG), activated with trivalent cerium (Ce³⁺), was synthesized by T-tube impinging streams, T-type vortex impinging streams co-precipitation method (IS-CP) and direct co-precipitation method (D-CP), respectively. The crystallization, morphologies, particle size and particle size distribution of the phosphors obtained under different experimental conditions were studied. The influence of various factors on the luminescence intensity of the phosphor was also investigated, such as feeding methods, volume flow rate, contents of Ce and initial reactant concentration. The results show that the precursors synthesized by T-tube impinging streams co-precipitation reaction transform to Y₃Al₅O₁₂ (YAG) phosphor at about 1 000 °C. The particles are far smaller and narrower than those prepared by D-CP. In the impinging streams co-precipitation system, the luminescent intensity of YAG:Ce phosphor increases with the increase of liquid flow rate. The intensity firstly increases then decreases with the increasing Ce³⁺ doping content, and the maximum intensity is shown at 1.67% (molar fraction) Ce. Luminescent intensity gradually decreases with the increase of initial concentration of reactants. At the same operational condition, the luminescent intensity of the phosphors prepared by T-tube impinging streams reactor is higher than that by D-CP, and the luminescent intensity of the phosphors prepared by T-type vortex impinging streams is higher than that by T-tube impinging streams reactor.     

撞击流燃煤烟气湿法脱硫吸收剂的选择

在撞击流气液反应器中对目前燃煤烟气湿法脱硫中常用的钙法(以石灰乳为吸收剂)和氨法(以氨水为吸收剂)进行了比较研究.结果表明:钙法的脱硫效率最高可达95.0%,平均87.95%;氨法的脱硫效率最高可达96.08%,平均91.30%.并以某化工厂4×300 MW燃煤机组为例,进行了技术经济分析.钙法扣除副产品销售收入后的总运行费用是7 440万元/年,氨法的相应费用为458.58万元/年,氨法脱硫优于钙法.     

撞击流燃煤烟气湿法脱硫吸收剂的选择

在撞击流气液反应器中对目前燃煤烟气湿法脱硫中常用的钙法(以石灰乳为吸收剂)和氨法(以氨水为吸收剂)进行了比较研究.结果表明:钙法的脱硫效率最高可达95.0%,平均87.95%;氨法的脱硫效率最高可达96.08%,平均91.30%.并以某化工厂4×300 MW燃煤机组为例,进行了技术经济分析.钙法扣除副产品销售收入后的总运行费用是7 440万元/年,氨法的相应费用为458.58万元/年,氨法脱硫优于钙法.     

Theoretical analysis of fluid mixing time in liquid-continuous impinging streams reactor

The mixing time of impact zone in liquid-continuous impinging streams reactor(LISR) is theoretically calculated by empirical model and modern micromixing model of the fluid mixing process, and the variation laws of macromixing time and micromixing time are quantitatively discussed. The results show that under a continuous and stable operating condition, as the paddle speed increases, the macromixing time and micromixing time calculated by the two models both decrease, even in a linkage equilibrium state. Simultaneously, as the paddle speed increases, the results figured by the two models tend to be consistent. It indicates that two models both are more suitable for calculation of mixing time in high paddle speed. Compared with the existing experimental results of this type of reactor, the mixing time computed in the speed of 1500 r/min is closer to it. These conclusions can provide an important reference for systematically studying the strengthening mechanism of LISR under continuous mixing conditions.     

Sol-Gel法制备纳米二氧化钛粉体

以钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备出了晶粒尺寸6～23nm的二氧化钛粉体，并对酸度．制备温度和升温速率等条件进行了研究．实验证明：室温下，硝酸与钛酸酯摩尔比为0．30～0．39；450℃左右煅烧2h可得锐钛型二氧化钛纳米粉体；600℃煅烧2h得到金红石型二氧化钛粉体。     

Preparation of nanosized metal-oxide ultrafine powders by atomizing-combustion technique

Ｔｈｅｎａｎｏｓｉｚｅｄｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅｏｆＴｉｎ（Ｓｎ）,Ｉｎｄｉｕｍ（Ｉｎ）,Ｂｉｓｍｕｔｈ（Ｂｉ）ａｎｄｓｏｏｎａｒｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｃｅ－ｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｓｔｈｅｌａｔｅｓｔｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｓｈｏｗｎ,ｐｒｏ...