(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211255186.6 (22)申请日 2022.10.13 (71)申请人 长江生态 环保集团有限公司 地址 430010 湖北省武汉市江岸区六合路1 号 申请人 华中科技大 学 (72)发明人 赵海波　张田田　罗希　袁兴　 翟文旭　徐祖伟　马琎晨　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 李登桥 (51)Int.Cl. B01J 19/00(2006.01) C01G 51/00(2006.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉 积制备装置及方法 (57)摘要 本发明提供了一种负载型纳米氧载体的火 焰合成原位沉积制备装置及方法， 它包括三维平 移台和沉积装置； 通过采用上述的制备装置能够 实现负载型纳米材料的制备， 所述系统通过火焰 合成纳米颗粒技术与 气相沉积技术相结合， 可以 直接原位制备负载纳米氧载体活性组分的复合 材料， 能够实现负载纳米氧载体颗粒的粒径分 布、 形貌尺寸和晶相纯度的精准控制， 并能极大 地扩展负载纳米氧载体颗粒材料的结构和组分， 显著增加负载纳米氧载体颗粒材料的产率， 能够 达到火焰合成原位负载纳米氧载体颗粒材料制 备的工业 化放大。 权利要求书2页 说明书7页 附图7页 CN 115475585 A 2022.12.16 CN 115475585 A 1.一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征在于， 它包括三维平 移台和沉积装置； 所述三维平移台包括底座 （1） ， 所述底座 （1） 的底端固定有水平导轨 （11） ， 所述底座 （1） 的顶端固定有竖直 导轨 （2） ； 所述沉积装置包括支撑 板 （4） 、 隔挡板 （5） 、 金属网 （6） 和沉积板 （7） ； 所述隔挡板 （5） 通过锁紧螺母 （3） 固定在竖直 导轨 （2） 上； 所述竖直导轨 （2） 上并位于格挡板 （5） 的上方通过锁紧螺母固定安装有支撑板 （4） ， 所 述沉积板 （7） 固定在支撑 板 （4） 的底端； 所述金属网 （6） 由卡扣 （9） 和固定 螺栓 （12） 安装在沉积板 （7） 上； 所述沉积板 （7） 上设置有冷却水 管道 （8） ； 还包括燃烧器 （10） 。 2.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 所述支撑 板 （4） 用于支撑固定沉积板 （7） ； 所述隔挡板 （5） 用于遮挡沉积板 （7） ， 并在不同制备阶段控制纳米颗粒的沉积量； 所述金属网 （6） 用于固定载体材 料； 载体材料通过涂覆或者粘连到沉积板 （7） ； 所述沉积板 （7） 用于收集纳米材 料； 金属前驱体在高温火焰中发生热解， 经过高温火焰中成核、 生长， 然后原位附着到沉积 板的载体材 料上。 3.根据权利要求2所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 通过调节竖直导轨 （2） 上沉积装置的上下位置调节载体材料与火焰的相对位置， 与燃 烧器 （10） 的距离在5mm ‑650mm范围内调节， 能够 使火焰与载体材料直接接触， 也能够使火焰 与载体材 料保持一定距离 。 4.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 所述沉积板 （7） 具有多套不同的尺寸型号， 其大小尺寸能够根据需要选用， 外形采用 矩形、 圆形或正方 形。 5.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 所述沉积板 （7） 能够绕着竖直导轨 （2） 旋转， 通过锁紧螺母 （3） 能够同时固定多个沉积 板 （7） ， 通过旋转使不同沉积板 （7） 进行纳米颗粒原位 沉积， 实现连续制备。 6.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 载体材 料包括但不限于氧 载体、 催化剂和惰性载体， 载体材 料形态采用粉末或块体。 7.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 所述三维平移台相对火焰位置的移动频次保持0次/min ‑10次/min， 与燃烧器的距离 控制在10m m‑500mm。 8.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征 在于， 所述 沉积板冷却水流速的调节范围： 1L/mi n‑10L/min， 使温度控制在5 0‑90℃之间； 所述沉积装置中安装了隔挡板 （5） ， 其置于沉积板下方更靠近火焰， 连续制备更换沉积 板 （7） 时， 隔挡火焰颗粒。 9.根据权利要求1所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115475585 A 2在于， 通过控制竖直导轨上锁紧螺母 （3） 的旋转、 三维平移 台移动频率和距离， 能够实现圆 盘形原位 沉积装载中载体材 料从圆心开始逐层、 连续的原位负载 特定要求的纳米颗粒。 10.一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备方法， 其特征在于， 采用权利要求 1‑9任意一项所述一种负载型纳米氧载体的火焰合成原位沉积制备装置来实现， 包括以下 步骤： 步骤一， 制备 载体材料； 步骤二， 将制备好的载体材 料处理之后， 固定在沉积板 （7） 上； 步骤三， 制备 金属前驱体； 步骤四， 将制备好的金属前驱体进行雾化， 并将金属前驱体进料的火焰 喷雾热解装置 点火， 并控制金属前驱体进给量、 氧气分散器的流 量以及鞘气流 量； 步骤五， 控制三维平移台与燃烧器的距离， 沉积板冷却水流速， 并控制沉积板温度， 同 时调节隔挡板 （5） 进 而控制载体材 料的沉积面积和时间； 步骤六， 被雾化的金属前驱体被氧气分散气进一步扩散并被甲烷和氧气组成的预混火 焰点燃， 金属前驱体分解后在火焰高温区成核、 生长， 最后通过快速淬火过程颗粒进 行冷却 凝固， 最终在辅助真空泵的帮助下沉积于装置上方 的沉积板上； 待注射泵完全注射了金属 前驱体， 同时停止预混气与分散气的供应， 将沉积板上的粉体刮下， 以备表征与化学链燃烧 性能测试使用。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115475585 A 3