气溶胶喷雾与高温热解相结合是一种大规模连续生产纳米材料的新兴技术，具有极高的生产效率。现有的气溶胶喷雾技术使用管式炉通常只能在相对笨重的炉腔内（典型尺寸：直径≥2 cm，长≥40  cm）获得较低的温度范围（<1500 K），生产有限的产品以及不均匀的加热，导致产品质量控制困难。在这里，伊利诺斯大学芝加哥分校的Reza Shahbazian-Yassar和马里兰大学的胡良兵合作，报告了“液滴到颗粒”气溶胶技术与高温（~2000 K）微通道反应器的结合，与传统的管式炉相比，该方法提供的尺寸约小100倍，从而可实现均质且高温的纳米材料制造。为了证明这种碳化木微通道反应器的独特功能，成功地以连续且无支撑的方式合成了多元素高熵合金/氧化物纳米粒子（通常需要高温（2000 K）才能实现均匀的元素混合）。由多元素前驱体雾化的液滴飞过通过加热至2000 K的微通道，停留时间仅为数十毫秒，并且能量转换效率高（> 95％），在此期间发生盐分解和颗粒成核/生长。高温严格地使所形成的纳米颗粒中的元素均匀混合，而短的停留时间是抑制颗粒生长和团聚的关键。与传统的气溶胶喷雾热解法相比，碳化木反应器可以达到创纪录的高温（≥2000 K），更短的停留时间（约数十毫秒），高效，均匀加热，并为连续纳米材料制造提供了适用于广泛应用的平台。

Xizheng Wang, Zhennan Huang, Yonggang Yao, Haiyu Qiao, Geng Zhong, Yong Pei, Chaolun Zheng, Dylan Kline, Qinqin Xia, Zhiwei Lin, Jiaqi Dai, Michael R. Zachariah, Bao Yang, Reza Shahbazian-Yassar, Liangbing Hu. Continuous 2000 K droplet-to-particle synthesis. Materials Today 2020.

DOI: 10.1016/j.mattod.2019.11.004

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702119308673