PLASMA SYNTHESIS OF METAL OXIDE NANOPOWDER AND APPARATUS THEREFOR

• Main Authors: BOULOS, MAHER, I, NESSIM, CHRISTINE, A., ABDEL, MESSIH, JUREWICZ, JERZY, W
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 18.11.2004
• Edition: 7
• Subjects: ADHESIVES; CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOIDCHEMISTRY; CHEMISTRY; COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSESC01D OR C01F; COMPOUNDS THEREOF; DYES; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; MISCELLANEOUS APPLICATIONS OF MATERIALS; MISCELLANEOUS COMPOSITIONS; NATURAL RESINS; NON-METALLIC ELEMENTS; PAINTS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL; POLISHES; PREPARATION OF CARBON BLACK; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS; PRODUCTION AND REFINING OF METALS; THEIR RELEVANT APPARATUS; TRANSPORTING; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS; TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS,TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES

A process and apparatus for the synthesis of metal oxide nanopowder from a metal compound vapour is presented. In particular a process and apparatus for the synthesis of Ti02 nanopowder from TiCl4 is disclosed. The metal compound vapour is reacted with an oxidizing gas in electrically induced RF frequency plasma thus forming a metal oxide vapour. The metal oxide vapour is rapidly cooled using a highly turbulent gas quench zone which quickly halts the particle growth process, yielding a substantial reduction in the size of metal oxide particles formed compared with known processes. The metal compound vapour can also react with a doping agent to create a doped metal oxide nanopowder. Additionally, a process and apparatus for the inline synthesis of a coated metal oxide is disclosed wherein the metal oxide particles are coated with a surface agent after being cooled in a highly turbulent gas quench zone. Cette invention se rapporte à un procédé et à un appareil servant à la synthèse d'une nanopoudre d'oxyde métallique à partir d'un composé métallique en phase vapeur. Cette invention concerne en particulier un procédé et un appareil servant à la synthèse de nanopoudre de TiO2 à partir de TiCl4. A cet effet, le composant métallique en phase vapeur est amené à réagir avec un gaz oxydant dans un plasma à fréquence RF induit électriquement, afin de former un oxyde métallique en phase vapeur. L'oxyde métallique en phase vapeur est rapidement refroidi dans une zone de refroidissement rapide par gaz à forte turbulence, qui interrompt rapidement le processus de croissance des particules, entraînant ainsi une réduction sensible de la taille des particules d'oxyde métallique formées par rapport aux procédés connus. Le composé métallique en phase vapeur peut également être amené à réagir avec un agent dopant, afin de créer une nanopoudre d'oxyde métallique dopée. Cette invention concerne en outre un procédé et un appareil servant à la synthèse en ligne d'un oxyde métallique enrobés dans lequel les particules d'oxyde métallique sont enrobées dans un agent de surface, après avoir été refroidies dans une zone de refroidissement rapide par gaz à forte turbulence.