基于压电微泵技术可控合成金纳米粒子
在诸多金纳米粒子制备方法中，液相法简单且比较成熟，合成的金溶胶稳定，缺点是整个化学反应过程影响因素较多，在纳米粒子合成的可控性和重复性方面较难控制。两种反应物混合的速度和质量直接影响合成后纳米粒子的粒径大小、分布及形貌。而国内在此领域的研究，混合的方式多以强力搅拌、磁力搅拌、被动混合等方式为主，可控性差，制备的纳米粒子粒径大小和分布都不够理想。近年来采用微流体反应器合成金纳米粒子的研究受到关注，如德国学者Wagner、日本学者Sotowa.K.I、台湾学者Chen-HsunWeng等人在金纳米粒子可控合成方面均取得了大量研究成果。随着MEMS技术的不断发展，脉动式主动混合器显示出其混合方式的先进性。2009年中科院广州能源研究所徐进良等在国内第一次提出脉动流动强化微混合的研究，初步验证了脉动混合技术的先进性。2010年Sugano等人的研究也显示了脉动混合在金纳米粒子可控合成方面的优势。
赵天等人为了合成粒径均一、单分散性好的金纳米粒子，提出一种压电驱动式脉动微混合可控合成金纳米粒子的方法。该方法采用两腔三阀结构的压电微泵作为驱动源，结合Y形微混合器，基于两压电微泵脉动交叉式输出性能来实现多种不同混合模式的可控混合。利用Fluent软件对Y形微混合器内不同流量及频率下的混合效果进行了优化分析，优选出了压电微泵的控制参数。在实验室内设计、制作了用于金纳米粒子可控合成的系统样机，并开展了相应的金纳米粒子可控合成试验。试验结果表明：电压为40 V，频率为300 Hz时，合成的金纳米粒子粒径较为均一，分散性较好，该结果验证了文中所提方法的可行性。此方法亦可应用于其他纳米粒子的可控合成。