Использование ультразвукового распыления

В работе [] нанокомпозитные порошки гaммa-Fe2O3/MgO, которые могут быть использованы для биомедицинских, магнитных и каталитических применений были приготовлены методом пиролиза аэрозоля, полученного с использованием ультразвукового диспергатора. Исходный раствор был приготовлен из нитратов железа и марганца, растворенных в чистой воде. Полученный раствор с помощью ультразвукового диспергатора превращался в аэрозоль, который газом-носителем (воздух) переносился в предварительно нагретую камеру (500-800 0С). В камере капли аэрозоля превращались в наночастицы гамма- Fe2O3/MgO. Все операции проводились при давлении 1 атм. Было показано, что полученный порошок гамма- Fe2O3/MgO прекрасно кристаллизуется при температуре 800 0С. Размер частиц порошков нанокомпозита Fe2O3/MgO приготовленных при 800 0С был около 10 нм.

В работе [] были получены наночастицы чистого феррита бария BaFe12O19 термообработкой при 700 0C аэрозоля исходного раствора, содержащего цитратные комплексы бария и железа. Нейтрализованный водный раствор, содержащий цитратные хелаты Ba+ и Fe+ был превращен в аэрозоль с помощью ультразвукового диспергатора. Аэрозоль был подвергнут термическому разложению в потоке воздуха при температуре 250 0C. Полученные таким образом твердые частицы были прокалены при различной температуре, после чего были определены химические и физические характеристики полученных образцов. Было показано, что кристаллические ферриты бария образуются при такой низкой температуре как 650 0C, но для получения порошка чистого феррита бария требуется температура прокаливания выше 680 0C.

В работе [] был использован метод пиролиза аэрозоля в пламени (FSP) для синтеза наночастиц оксида олова из исходного раствора - этилгексаноата олова в этаноле. Полученные частицы были в высокой степени кристалличны и имели исходный размер около 17 нм.

В работе [] описаны свойства наночастиц никеля, приготовленных пиролизом аэрозоля раствора гексагидрата нитрата никеля, полученного при низком давлении (LPSP). Было исследовано влияние давления, скорости тока газа-носителя, концентрации исходного раствора и типа восстановителя на размер, морфологию и кристалличность наночастиц никеля. Было показано, что давление и скорость тока газа-носителя играют решающую роль при восстановлении оксида никеля до металла в LPSP-процессе. Относительно высокая концентрация исходного раствора способствует образованию наночастиц никеля. Сорастворители, такие как муравьиная кислота и этанол, также водород, вводимый с потоком газа носителя, трактуются в данной работе как восстановители в процессе получения наночастиц металлического никеля.

В работе [] были синтезированы наночастицы оксида титана с номинальным размером около 10 нм прямо из трех органических исходных веществ: тетраизопропоксида (TTP), водорастворимых источников титана ТС-300 и TC-400 методом пиролиза аэрозоля, полученного ультразвуковым диспергированием при низком давлении (LPSP). Было исследовано влияние температуры, растворителя, концентрации и типа исходного вещества на получение наночастиц оксида титана. Было показано, что более высокая температура и концентрация исходного вещества способствуют образованию наночастиц оксида титана. Добавка этанола, как сорастворителя, способствует формированию наночастиц.

Таким образом, использование ультразвуковых распылителей для получения аэрозолей жидкостей имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными пневматическими распылителями, так как позволяет получить аэрозоли с размером частиц 1-4 мкм (при использовании частоты УЗ генератора порядка 1-2 МГц). Для получения монодисперсного аэрозоля большинство описанных в литературе УЗ распылителей (так же как пневматические распылители) работают совместно с камерой распыления, предназначенной для отсекания крупных капель аэрозоля и последующего слива. Наличие камеры распыления усложняет конструкцию и снижает количество подаваемого аэрозоля. Этот вопрос подлежит рассмотрению применительно к конкретным процессам. Большинство приведенных в обзоре УЗ распылителей работают при низких скоростях подачи жидкости в распылитель. Вопросы возможности увеличения производительности распылителя при сохранении монодисперсности аэрозоля с малым диаметром капель требуют дополнительной проработки. Из рассмотренных УЗ распылителей большую производительность имеют распылители второго типа, то есть те распылители, в которых распыляемая жидкость омывает в виде тонкого слоя излучающую поверхность ультразвукового преобразователя, при этом для получения мелкодисперсного аэрозоля необходимо работать при частоте генератора 1-2 МГц.