一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)工業(yè)化制備量子點(diǎn)的技術(shù)，尤其是一種工業(yè)化超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)，即半導(dǎo)體納米晶。是在把導(dǎo)帶電子、價(jià)帶空穴及激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)。量子點(diǎn)，電子運(yùn)動(dòng)在三維空間都受到了限制，因此有時(shí)被稱為“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子點(diǎn)原子”。量子點(diǎn)在所有三個(gè)維度上的尺寸通常比和構(gòu)成量子點(diǎn)的材料中的激子尺寸小，這樣激子在所有三個(gè)維度上都受到強(qiáng)烈的限域，從而表現(xiàn)出與相應(yīng)體相材料截然不同的性質(zhì)。量子點(diǎn)特殊的光學(xué)性質(zhì)使得它在生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、藥物篩選、光子晶體、腔量子電動(dòng)力學(xué)、光捕捉、激光、太陽能、顯示、照明、軍民兩用等社會(huì)經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮極大的作用。
[0003]量子點(diǎn)的研宄是當(dāng)今世界上最前沿的科學(xué)，量子點(diǎn)的生長和性質(zhì)成為當(dāng)今全球研宄的熱點(diǎn)，其制備主要有物理方法和化學(xué)方法，以化學(xué)方法為主。當(dāng)前，量子點(diǎn)的軟化學(xué)制備方法有兩種:一種是采用膠體化學(xué)的方法在有機(jī)體系中合成，另一種是在水溶液中合成。目前最常用的制備量子點(diǎn)的方法是“熱反應(yīng)自組織生長方式”。然而，上述量子點(diǎn)的生產(chǎn)還是基于實(shí)驗(yàn)室的方法，產(chǎn)量極少，一般每次反應(yīng)體積在5?50mL，最多只能滿足一些實(shí)驗(yàn)室研宄級別的測試以及應(yīng)用試驗(yàn)的需要。在量產(chǎn)化中，這些傳統(tǒng)方法都遇到了難以解決的瓶頸:當(dāng)進(jìn)行“放大”量產(chǎn)時(shí)，隨著反應(yīng)體積的擴(kuò)大，反應(yīng)體系中熱傳導(dǎo)和反應(yīng)物擴(kuò)散的情況都會(huì)發(fā)生極大的變化，造成反應(yīng)結(jié)果發(fā)生偏差，得到的往往是廢品或產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。因此，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室中取得的成果不能轉(zhuǎn)化為實(shí)際的應(yīng)用，而只能停留在實(shí)驗(yàn)室研宄的階段，離工業(yè)化生產(chǎn)的需要相距甚遠(yuǎn)。
[0004]有鑒于此，發(fā)明人大量地進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，就量子點(diǎn)的工業(yè)化生產(chǎn)開展研宄，終有本案產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其具有工藝配套簡單、設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、性能穩(wěn)定、多功能等特點(diǎn)。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型采用的解決方案是:
[0007]—種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其反應(yīng)裝置為超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)
目.ο
[0008]為了提高生產(chǎn)效率，減少設(shè)備占地空間，所述的超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)裝置由若干超高壓反應(yīng)器組成，所有超高壓反應(yīng)器兩端接口用超高壓管路首尾相接依次串聯(lián)連接，形成串聯(lián)式連續(xù)生產(chǎn)型裝備。
[0009]所述的所有超高壓反應(yīng)器安裝在一個(gè)密閉箱體中，密閉箱體內(nèi)安裝循環(huán)溫控裝置來調(diào)節(jié)溫度。
[0010]所述的超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)裝置末端的超高壓管通過氣動(dòng)脈沖開關(guān)閥連接一臺(tái)生成器，以完成量子點(diǎn)母液的整形和乳化。
[0011]所述的生成器安裝在一只可循環(huán)注入冷卻液的箱體中，冷卻液對生成器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，生成器與反應(yīng)器間由氣動(dòng)脈沖開關(guān)閥控制通斷。
[0012]本發(fā)明人分析傳統(tǒng)制備方法問題的根源，研發(fā)出了這種超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)“物理法強(qiáng)制干預(yù)組織生長方式”工業(yè)化制備量子點(diǎn)技術(shù)，其核心優(yōu)勢在于這是一種重力+速度+能量(G / S / J)的強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)過程，在G / S / J驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生超強(qiáng)的壓力效應(yīng)、脈動(dòng)效應(yīng)、空穴效應(yīng)和均勻的微觀混合效應(yīng)。工作時(shí)，反應(yīng)物是不斷地被導(dǎo)入超高壓反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)物通過上述綜合效應(yīng)所產(chǎn)生的超級能量強(qiáng)傳質(zhì)過程中得到充分反應(yīng)，然后經(jīng)生成器整形和乳化后被導(dǎo)出，即為量子點(diǎn)母液，然后由下一道工序進(jìn)行提純。這種超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)裝置制備量子點(diǎn)，徹底解決熱反應(yīng)自組織生長方式在量產(chǎn)中熱傳導(dǎo)和反應(yīng)物擴(kuò)散發(fā)生變化而導(dǎo)致反應(yīng)結(jié)果的偏差問題，大大提高了產(chǎn)能、品質(zhì)、產(chǎn)品檔次和經(jīng)濟(jì)效益，而且完全可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
[0013]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的工藝流程圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，是本實(shí)用新型的工藝方法，其步驟是:
[0017]步驟一、將量子點(diǎn)原材料按固、液比(配比比例)進(jìn)行配比，此配比屬于現(xiàn)有技術(shù)；把配比好的原料進(jìn)行超微細(xì)化處理和均質(zhì)乳化；
[0018]步驟二、將處理好的原料乳液，用280Mpa (從零提升到280Mpa)的壓力導(dǎo)入超高壓反應(yīng)器，穩(wěn)壓ι-?ο分鐘；
[0019]為了能進(jìn)一步加速其催化反應(yīng)過程，在此步驟二中，可利用加熱系統(tǒng)對超高壓反應(yīng)器進(jìn)行加熱，溫度250?300°C ；
[0020]步驟三、再將壓力調(diào)升壓至350Mpa (從280Mpa提升到350Mpa)后，穩(wěn)壓1_10分鐘；
[0021]步驟四、然后再將壓力調(diào)升壓至620Mpa (從350Mpa提升到620Mpa)后，保壓I?30分鐘后，導(dǎo)出生成好的量子點(diǎn)母液。為了更快提高其溶解能力及反應(yīng)速度常數(shù)，可繼續(xù)上調(diào)壓力，直到設(shè)備的耐受壓力為止；
[0022]此步驟四導(dǎo)出的量子點(diǎn)母液經(jīng)過生成器進(jìn)行整形和乳化，這樣會(huì)使產(chǎn)品晶形尺寸更優(yōu)化；
[0023]步驟五、提純步驟五量子母液。
[0024]如圖2所示，本實(shí)用新型揭示的一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，由若干個(gè)抗腐蝕、高強(qiáng)度合金鋼的超高壓反應(yīng)器I組成(視設(shè)計(jì)產(chǎn)能和反應(yīng)時(shí)間需要可增減)，超高壓反應(yīng)器I (可多排并排排列)安裝在一個(gè)密閉箱體2中，密閉箱體2內(nèi)用循環(huán)溫控裝置控制溫控液(導(dǎo)熱油)從溫控液進(jìn)口 9進(jìn)而由溫控液出口 10出，來調(diào)節(jié)所需溫度。所有超高壓反應(yīng)器I上端接口用一根超高壓管31并聯(lián)連接，下端接口用另一根超高壓管3并聯(lián)連接。上端超高壓管31的前部和下端超高壓管3的尾部各裝有I只電動(dòng)超高壓開關(guān)閥13，作為啟閉超高壓反應(yīng)區(qū)的總開關(guān)，形成并聯(lián)式間斷生產(chǎn)型裝備。整個(gè)裝置末端管路(下端超高壓管3 )末端連接一臺(tái)貫通式生成器4，生成器4安裝在一只裝有循環(huán)冷卻液的箱體6中，循環(huán)冷卻液從冷卻液進(jìn)口 11進(jìn)而由冷卻液出口 12出，來對生成器4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。貫通式生成器4具備整形和乳化功能，它由氣動(dòng)脈沖開關(guān)閥5控制。由上述這些部件組合成的超尚壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)制備量子點(diǎn)裝置，在尚達(dá)620 Mpa的超尚壓力下從原料乳液管路7導(dǎo)入超高壓反應(yīng)器1，并聯(lián)起來的超高壓反應(yīng)器I全部被注滿，上下端兩只電動(dòng)超高壓開關(guān)閥13同時(shí)閉鎖，在高達(dá)620 Mpa超高壓的壓力效應(yīng)、脈動(dòng)效應(yīng)、空穴效應(yīng)和均勻的微觀混合效的強(qiáng)傳質(zhì)下，促使停置在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的原料乳液產(chǎn)生原位反應(yīng)，而后，通過貫通式生成器4整形和乳化后導(dǎo)出，其晶形尺寸更優(yōu)化。被導(dǎo)出管8導(dǎo)出的量子點(diǎn)母液進(jìn)入下道工序進(jìn)行提純。并聯(lián)式間斷生產(chǎn)型與串連式連續(xù)生產(chǎn)型的區(qū)別在以，前者適用于漸進(jìn)式可導(dǎo)入多品種不同反應(yīng)物原料，而且需要停留在超高壓區(qū)內(nèi)較長的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)工業(yè)化產(chǎn)能不高，且具有一些要求較高的特殊性能的量子點(diǎn)的制備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其特征在于:由若干超高壓反應(yīng)器組成，所有超高壓反應(yīng)器上下兩端接口分別用一根超高壓管并聯(lián)連接，上端超高壓管的前部和下端超高壓管的尾部各裝有電動(dòng)超高壓開關(guān)閥，作為啟閉超高壓反應(yīng)區(qū)的總開關(guān)，形成并聯(lián)式間斷生產(chǎn)型裝備。2.如權(quán)利要求1所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其特征在于:所述的所有超高壓反應(yīng)器安裝在一個(gè)密閉箱體中，密閉箱體內(nèi)安裝用于調(diào)節(jié)溫度的循環(huán)溫控 目.ο3.如權(quán)利要求1所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其特征在于:所述的超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)裝置末端的超高壓管路通過氣動(dòng)脈沖開關(guān)閥連接一臺(tái)生成器。4.如權(quán)利要求3所述一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，其特征在于:所述的生成器安裝在一只可循環(huán)注入冷卻液的箱體中，生成器與反應(yīng)器間由氣動(dòng)脈沖開關(guān)閥控制通斷。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種工業(yè)化大批量穩(wěn)定制備量子點(diǎn)的并聯(lián)裝置，由若干超高壓反應(yīng)器組成，所有超高壓反應(yīng)器上下兩端接口分別用一根超高壓管并聯(lián)連接，上端超高壓管的前部和下端超高壓管的尾部各裝有電動(dòng)超高壓開關(guān)閥，作為啟閉超高壓反應(yīng)區(qū)的總開關(guān)，形成并聯(lián)式間斷生產(chǎn)型裝備。本實(shí)用新型利用超高壓強(qiáng)傳質(zhì)反應(yīng)“物理法強(qiáng)制干預(yù)組織生長方式”工業(yè)化制備量子點(diǎn)技術(shù)，徹底解決熱反應(yīng)自組織生長方式在量產(chǎn)中熱傳導(dǎo)和反應(yīng)物擴(kuò)散發(fā)生變化而導(dǎo)致反應(yīng)結(jié)果的偏差問題，大大提高了產(chǎn)能、品質(zhì)、產(chǎn)品檔次和經(jīng)濟(jì)效益，而且完全可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】B01J3/06
【公開號】CN204656494
【申請?zhí)枴緾N201520115404
【發(fā)明人】王建偉
【申請人】王建偉
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年2月25日