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Impact of reactor geometry on continuous hydrothermal synthesis mixing

混合(物理) 材料科学 热液循环 过热 逆流交换 纳米颗粒 过程(计算) 水溶液 工艺工程 超临界流体 化学工程 纳米技术 热力学 计算机科学 化学 工程类 有机化学 量子力学 操作系统 物理
作者
Edward Lester,P Blood,Joanne P Denyer,B.J. Azzopardi,Jiawei Li,Martyn Poliakoff
出处
期刊:Materials Research Innovations [Taylor & Francis]
卷期号:14 (1): 19-26 被引量:20
标识
DOI:10.1179/143307510x12599329343042
摘要

AbstractContinuous hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles as a continuous process has shown considerable potential for application within the speciality material industry. Many research groups have successfully produced a large variety of nanoparticles using this relatively simple and 'green' process, but currently, it has struggled to achieve any application at industrial level. The process exhibits several drawbacks, the root problem being particle accumulation within the process equipment resulting in an inability to operate at a steady state. Poor control over the mixing process results in poor process reliability and therefore poor product reproducibility. This paper shows how different reactor geometries create different mixing regimes, which could potentially create a sustainable system for continuous hydrothermal synthesis. From over 74 reactor configurations, three specific phenomena were observed, which would lead to problems during nanoparticle formation, namely, 'fluid partitioning', where the superheated water does not mix with the aqueous metal salt flow, 'back mixing', where one of the fluids moves countercurrent down the inlet of the other fluid, and 'stagnation', where steady state conditions produce an interface with minimal mixing occurring.Keywords: VISUALISATIONREACTOR GEOMETRYREACTION ENGINEERINGMIXING

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