膜分散微结构反应器制备纳米氧化锌的实验及模型

编号：NMJS04767

篇名：膜分散微结构反应器制备纳米氧化锌的实验及模型

作者：黄翠； 王玉军； 骆广生

关键词：清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室

机构： 清华大学化学工程系,化学工程联合国家重点实验室

摘要： 以硫酸锌和氢氧化钠为原料,在膜分散微结构反应器中通过快速均匀混合制备得到颗粒平均尺寸为10~20nm的氧化锌,并利用混合尺度模型模拟了微反应器内纳米颗粒的成核、生长和团聚过程。模拟计算结果表明,在最初的0.6ms内颗粒成核占主导地位,在1.6ms以后以生长为主,同时由于颗粒数密度较大,颗粒运动碰撞造成团聚效应,使得颗粒尺寸具有一定的分布。混合尺度和反应物浓度对颗粒直径和分布有很大影响。模拟结果表明当混合尺度从50μm减少到5μm,纳米氧化锌颗粒从19nm降低到12nm。微反应器制备实验结果表明,随着膜孔径的减小,混合强度增加,纳米氧化锌颗粒平均直径从20nm降低至11nm,当初始反应物浓度从0.05mol·L-1提高到0.20mol·L-1,氧化锌纳米颗粒尺寸由10nm增大至16nm。颗粒平均直径及分布的模拟值与实验值相符较好。