Устройство для получения наночастиц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ Изобретение относится к устройству и способу для получения наночастиц, согласно данному способу исходные вещества (105 А, 105 В) для наночастиц смешивают, по меньшей мере, в виде жидких капель (202 А, 202 В) и необязательно также в виде газов и/или паров, по меньшей мере, с горючими газами в камере (201) предварительного смешения. Полученную смесь (212) освобождают от жидких капель (214) крупнее 5-50 мкм, после чего обработанную смесь (217) подают в термический реактор, такой как пламя или плазма, в котором исходные вещества реагируют, необязательные растворители испаряются и происходит образование через посредство,по меньшей мере, образования центров кристаллизации, и/или спекания, и/или агломерации частиц(109), имеющих диаметр от 1 до 1000 мкм. 015999 Область техники Изобретение относится к устройству в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения и, в частности, к устройству для получения наночастиц, в котором получают жидкие капли,содержащие исходные вещества для наночастиц, жидкие капли поступают в тепловой реактор, в котором из капель образуются наночастицы. Предшествующий уровень техники Установлено, что наночастицы, то есть частицы, имеющие размер от 1 до 1000 нм, широко применяются в таких областях, как каталитические поверхности, самоочищающиеся и противобактериальные продукты, при окрашивании стекла, в лосьонах от загара, а также при изготовлении оптических компонентов, таких как оптические волокна, и так далее. Определяющим фактором целесообразного использования этих областей применения является практически осуществимое получение наночастиц. От наночастиц требуются относительно узкое распределение по размерам (монодисперсность), антиагломерация и гомогенность. Получение наночастиц должно быть легкоперестраиваемым от получения в лабораторных масштабах до промышленного производства. Наночастицы могут быть получены как при помощи жидкостных химических процессов, так и при помощи парофазных процессов, из которых парофазные процессы, как правило, являются более простыми и легче масштабируемыми, чем жидкостные. Парофазные процессы, известные также как процессы в аэрозольных реакторах, включают в себя наряду с прочим пламенные реакторы, реакторы с горячими стенками, плазменные реакторы, методы газовой конденсации, лазерную абляцию и пиролиз пульверизованного слоя. Пламенный реактор и процесс пиролиза пульверизованного слоя представляют собой прототип, существенный для настоящего изобретения. Уровень техники представлен, например, в статье KONA, 2004, No. 22, L. Madler, "Liquid-fed AerosolReactors for One-step synthesis of Nano-structured Particles (Аэрозольные реакторы с жидким питанием для одностадийного синтеза наноструктурных частиц)", с. 107-120. Краткое содержание этой статьи приведено ниже. Способы распыления для получения наночастиц отличаются друг от друга в основном тем, каким образом необходимая для пиролиза тепловая энергия подается в процесс. Подача тепловой энергии влияет, например, на максимальную температуру, температурный профиль и время пребывания. Четыре основных способа распылительных процессов для получения наночастиц включают в себя пиролиз пульверизованного слоя в трубчатом реакторе (SP), пиролиз пульверизованного слоя в паропламенном реакторе(VFSP), метод сжигания эмульсии (ЕСМ) и пламенный пиролиз пульверизованного слоя (FSP). Из этих способов при SP в качестве теплового реактора используется реактор с горячими стенками и, следовательно, SP не имеет отношения к настоящему изобретению. При ЕСМ и FSP в качестве топлива используются масло и экзотермическая жидкость, и, таким образом, ЕСМ и FSP не имеют отношения к настоящему изобретению. В паропламенном реакторе в качестве источника тепла используется термический реактор, обеспеченный при помощи горючих газов. Преимуществами пламенного реактора перед ректором с горячими стенками являются значительно более высокая температура и меньшее время пребывания. В VFSP реакторе сырьевой материал испаряется при помощи барботера или испарителя, при этом пар подводится к пламени, обеспечиваемому посредством горючих газов. Пары могут смешиваться с горючими газами выше горелки предварительного смешения либо за пределами горелки. Сырьевые материалы реагируют в пламени с образованием частиц. Недостатком процесса является дефицит сырьевых материалов. Лишь некоторые элементы имеют соединения с достаточно высоким давлением пара для процесса. В дальнейшем способ был переработан для включения модификаций, в соответствии с которыми жидкие сырьевые материалы распыляют и подают в пламя. Эти модификации изложены в патентных документах США US 3883336 A, US 5876683 A, US 6447848 А, в заявке на патент США US 2002/0031658 А 1 и в патенте Финляндии FI 98832 В. В патентном документе US 3883336 раскрыто устройство, в котором тетрахлорид кремния в форме тумана подается при помощи кислорода, выступающего в качестве газа-носителя, в распылитель пламени. Кроме того, в указанном документе раскрыто вбрызгивание аэрозоля извне в пламя распылителя пламени для получения стекла. Указанное устройство имеет низкую эффективность, а подача в устройство тетрахлорида кремния в виде пара при помощи газа-носителя является медленной, поскольку в случае, если количество тетрахлорида кремния будет избыточным по отношению к количеству газаносителя, он будет зарождать более крупные капли и, следовательно, при распылении не будет происходить образования достаточно мелких частиц. В патентном документе US 5876683 раскрыт способ получения наноматериала. При помощи этого способа получают наночастицы из газообразных исходных веществ при пониженном давлении, обычно в интервале от 1 до 50 мбар. Способ, будучи ограниченным использованием газообразного исходного сырья, исключает достаточно большое количество сырьевых материалов, а использование в качестве исходных веществ металлоорганических соединений делает способ дорогостоящим. В патентном документе US 5958361 раскрыт способ получения наноразмерного материала путем пиролиза пульверизованного слоя. Согласно этому способу исходный материал, растворенный в органическом растворителе, подают в пламя, где вещества реагируют с образованием наноразмерных частиц.-1 015999 Сгорание растворителя продуцирует значительную энергию, необходимую для протекания реакций. В патенте не раскрыт способ образования капель жидких исходных веществ в камере предварительного смешения, а капли образуются непосредственно в пламени, вследствие чего способ, по существу, является менее управляемым, чем настоящее изобретение. В патентном документе US 6447848 раскрыт способ получения мелкозернистых покрытий путем использования термического напыления, при таком покрытии сырьевые материалы подают в пламя жидкой форме. В патенте не раскрыт способ образования капель жидких исходных веществ в камере предварительного смешения, а жидкие исходные вещества подают непосредственно в пламя, вследствие чего способ, по существу, является менее управляемым, чем настоящее изобретение. Изобретение указанного патента дополнительно раскрыто в заявке на патент US 2002/0031658, в которой также отсутствует описание образования капель в камере предварительного смешивания. В патентном документе Финляндии FI 98832 раскрыты способ и устройство, согласно которым вещество, подлежащее распылению, подают в жидкой форме в пламя и распыляют при помощи газа, по существу, вблизи пламени таким образом, что распыление и образование пламени происходит в одном и том же устройстве. Кроме того, в упомянутом документе указано, что устройство включает в себя устройство для подачи жидкого вещества в пламя и устройство для подачи газа в жидкость, подлежащую распылению, такое что газ распрыскивает жидкость, подлежащую распылению, в капли, по существу,вблизи пламени, вследстве чего образование капель происходит в одном устройстве с пламенем. Скорости газов для распрыскивания и горючих газов, используемых в данном способе, могут значительно отличаться друг от друга, что может стать причиной возникновения противотоков в генерируемом пламени, а также загрязнения и, в том числе, забивания горелки, проистекающего из противотоков. Одновременное распрыскивание нескольких различных жидкостей согласно указанному способу затруднено. Масштабируемость способа и устройства является трудоемкой, поскольку для обеспечения хорошего контроля за распылением и образованием пламени для каждой горелки требуется отдельное регулирование скоростей газовых потоков. Сущность изобретения Задачей изобретения является предложение устройства, позволяющего разрешить указанные выше проблемы. Это достигается при помощи устройства в соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения, отличающегося тем, что распыленные капли по меньшей мере одного жидкого исходного вещества и горючие газы и/или окисляющие газы, образующие термический реактор, перемешиваются перед подачей смеси в термический реактор. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения. Основной задачей настоящего изобретения является предложение устройства, при помощи которого можно быстро и экономично получать частицы, имеющие размер порядка нанометров (от 1 до 1000 нм). В частности, задачей изобретения является предложение устройства, при помощи которого можно получать многокомпонентные наночастицы. В соответствии с изобретением в устройстве используются жидкие сырьевые материалы, в большинстве своем представляющие собой растворы солей металлов, при этом жидкость распыляют в виде мелких капель в камере предварительного смешения, смешивают в камере предварительного смешения,по меньшей мере, с горючими газами, смесь подают в классификатор, отделяющий смесь для капель с аэродинамическим диаметром, превышающим размер d, смесь, содержащую капли размером меньше чем диаметр d, подают в горелку, образуется пламя и в пламени сырьевые материалы превращаются в наночастицы, чей состав может отличаться от состава сырьевых материалов. В соответствии с изобретением в качестве источника энергии, необходимой для образования наночастиц, вместо пламени также может использоваться термический реактор, отличный от пламени, такой как плазменный реактор, реактор с горячими стенками, лазер или тому подобное, в такой термический реактор подают приготовленную заранее смесь газа и жидких частиц для того, чтобы образовались наночастицы. Кроме того, в соответствии с изобретением в камеру предварительного смешения можно подавать отдельно капли нескольких различных сырьевых материалов и/или другие сырьевые материалы для наночастиц в форме газа или пара, вследствие чего будет получена смесь сырьевого материала для многокомпонентных наночастиц. Кроме того, в соответствии с изобретением устройство включает в себя устройство для распыления жидкости в капли, устройство для подачи капель в камеру предварительного смешения, устройство для подачи горючих и других газов в камеру предварительного смешения, устройство для смешивания газов и жидких капель, устройство для удаления из смеси крупных жидких капель, устройство для подачи смеси по меньшей мере в одну горелку и устройство для генерирования пламени. Кроме того, в соответствии с изобретением поверхности устройства могут быть нагреты. В этом случае жидкость из капель, перемещающихся вблизи поверхности устройства, испаряется в газовом потоке, а соли из жидкости кристаллизуются на поверхностях устройства и не перемещаются в газовом потоке. Таким способом можно препятствовать тому, чтобы жидкость, осадившаяся на поверхностях,-2 015999 отрывалась газовым потоком в виде крупных капель. Жидкие капли в газовом потоке изменяют размер в результате конденсации и испарения. Если диаметр жидкой капли превышает 1 мкм, жидкая капля всегда ведет себя приблизительно одинаково, независимо от того, растворены в ней соли или нет (W.C. Hinds, Aerosol Technology, Properties, Behavior and(1999), John WileySons, Inc. New York, в частности с. 278-303). Изменение размера капель для капель более 1 мкм может быть вычислено по формуле где dp - диаметр жидкой капли,t - время,Dv - константа диффузии пара в воздухе,М - молекулярная масса жидкости,R - газовая постоянная,p - плотность капли,p- давление пара на расстоянии от жидкой капли,Т- температура на расстоянии от жидкой капли,pd - давление пара на поверхности капли иTd - температура на поверхности капли. Если правая часть уравнения имеет отрицательное значение, капля уменьшается. Если значение положительное, капля укрупняется. Скорость уменьшения размеров капель выше для небольших частиц, то есть в результате испарения небольшие частицы исчезают быстрее, чем частицы больших размеров, и распределение капель по размеру становится более широким. Кроме того, это приводит к тому, что соль, содержащаяся в небольших каплях, высыхает в каналах, что может создать проблемы для работы процесса. На размер жидких капель влияет также их агломерация, скорость которой зависит от плотности капли. На поведение капель, диаметр которых превышает 50 мкм, существенное влияние оказывает гравитация. Как правило, в устройстве настоящего изобретения в камере предварительного смещения не образуются капли размером больше 50 мкм. Согласно одному из вариантов осуществления устройства изобретения, поток аэрозоля из камеры смешения поступает в каналы, где не происходит испарения с поверхности жидких капель, и вследствие этого распределение по размеру капель, полученных в камере предварительного смешения, не становится более широким по мере того, как капли движутся к горелке. Испарение предотвращают регулированием температуры газа, температуры каплеобразующей жидкости, температуры поверхности каналов и давления пара растворителя (относительной влажности, если растворителем является вода). Согласно одному из вариантов осуществления устройства изобретения аэрозольный поток из камеры смешения поступает в каналы, где происходит конденсация на поверхности жидких капель, и вследствие этого распределение по размеру капель, полученных в камере предварительного смешения, не становится более узким по мере того, как капли движутся к горелке. Конденсацию обеспечивают регулированием температуры газа, температуры каплеобразующей жидкости, температуры поверхности каналов и давления пара растворителя. Основная идея изобретения заключается в обеспечении получения многокомпонентных наноразмерных частиц при помощи устройства изобретения промышленным и масштабируемым способом. Кроме того, наночастицы, полученные при помощи устройства изобретения, могут использоваться при изготовлении целого ряда продуктов, например, при покрытии или поверхностной модификации стеклянных либо керамических продуктов, или при изготовлении волокнистых преформ, получаемых в процессе производства оптических волокон. Далее изобретение будет описано более подробно, чтобы посредством примеров проиллюстрировать специалисту в данной области техники некоторые предпочтительные применения и преимущества,которые могут быть достигнуты при помощи изобретения по сравнению с прототипом. Краткое описание графических материалов Далее изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые графические материалы, где фиг. 1 схематически иллюстрирует устройство, известное из уровня техники,фиг. 2 - предпочтительный вариант осуществления изобретения,фиг. 3 - вариант осуществления изобретения, согласно которому при помощи устройства изобретения получают наночастицы для окрашивания листового стекла,фиг. 4 - вариант осуществления изобретения, согласно которому при помощи устройства изобретения получают наночастицы для покрытия керамической подложки фотокаталитическим полупроводником,-3 015999 фиг. 5 - вариант осуществления изобретения, согласно которому при помощи устройства изобретения получают наночастицы для изготовления преформы для оптического волокна,Фиг. 6 - вариант осуществления изобретения, согласно которому поверхность устройства нагревают, чтобы препятствовать движению больших капель к направленной вниз горелке, и фиг. 7 - устройство изобретения, в котором особое внимание уделяется контролю жидкой капли,используемой при образовании наночастиц. Подробное описание изобретения На фиг. 1 схематически представлено устройство, известное из уровня техники, для получения наноразмерных частиц, например, при помощи способа, раскрытого в патентном документе Финляндии FI 98832. Жидкостной пламенный распылитель 101 создает пламя 108 для распыления вещества, подлежащего распылению. Необходимые газы подают в пламенный распылитель 101 через газовые каналы 102,103 и 104. Через газовые каналы 102, 103 и 104 подают горючие газы, генерирующие пламя, газ для распыления жидкости, подлежащей распылению, и, возможно, газ для регулирования реакции. Вещество,подлеждащее распылению, вводят в жидкой форме в пламенный распылитель 101 через жидкостной канал 105. Жидкость, подлежащую распылению, перемещают через жидкостной канал 105 нагнетанием ее при помощи насоса 106 для распыления. На конце распылителя пламени имеется форсунка 107, в которой горючие газы поджигают для получения пламени и в которой жидкость, подлежащая распылению,преобразуется в капли под действием распрыскивающего газа. Под действием газового потока жидкие капли попадают в пламя 108, в котором жидкость испаряется, и металлические соединения в веществе,подлежащем распылению, образуют частицы 109. Когда наноразмерные частицы получают при помощи способа, представленного на фиг. 1, возникает проблема, связанная с тем, что крупные жидкие капли, которые могут образоваться в ходе процесса,полностью не испаряются, и появляются так называемые остаточные частицы, имеющие размер, превышающий требуемый размер наночастиц. Другая проблема данного способа заключается в сложности получения частиц из жидких компонентов, плохо смешивающихся либо реагирующих друг с другом нежелательным образом, с образованием геля, например. На фиг. 2 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Жидкие капли 202 А распыляют в камере 201 предварительного смешения, используя газодисперсный распылитель 203, в котором жидкое сырье 105 А распыляют при помощи горючего газа 104 А в виде мелких капель 202. Другие жидкие капли 202 В распыляют в той же камере 201 предварительного смешения, используя напорный дисперсный распылитель 204, при помощи которого жидкое сырье 105 В распыляют в виде мелких капель 203. Кроме того, в той же камере 201 предварительного смешения распыляют третьи жидкие капли 205, используя распылитель 206 на основе вибрационной пластинки, такой как ультразвуковая пластинка, при помощи которой жидкий источник 207 распыляют в виде мелких капель 205. Горючий газ подают в камеру 201 предварительного смешения из канала 104 В. Горючим газом может быть водород, метан, пропан или бутан либо их комбинация, или комбинация этих газов и какого-либо другого газа. Аналогичным образом, кислородсодержащий газ подают в камеру 201 предварительного смешения из канала 103. Кислородсодержащим газом может быть воздух, кислород или озон. Инертный газ,такой как азот или диоксид углерода, подают в камеру предварительного смешения из газового канала 102. Газ, содержащий по меньшей мере один сырьевой материал для получаемых наночастиц, подают в камеру предварительного смешения из газового канала 15. Пар, содержащий по меньшей мере один сырьевой материал для получаемых наночастиц, подают в камеру предварительного смешения из канала 208. Пар вводят путем подачи газа из канала 209 через барботер 211, содержащий жидкость, вследствие чего испарившаяся жидкость (пар) поступает через канал 208 в камеру 201 предварительного смешения. Жидкие капли, газы и пары эффективно перемешиваются в камере 201 предварительного смешения, образуя гомогенную смесь 212. Смесь направляют в сепаратор 213 капель, в котором отделяется смесь 214 для капель, имеющих размер частиц, превышающий величину d. Жидкость, содержащуюся в каплях,подают затем через сборный канал 215 в сборник 216. Сепаратор 213 может быть основан, например, на столкновении, воздушной сепарации, электроклассификации, циклонной сепарации или тому подобном. Смесь 217, из которой извлечены крупные жидкие капли, подают в горелку 218. В горелке смесь поджигают с образованием пламени 108. Пламя предпочтительно является турбулентным или иным, таким что смесь будет эффективно перемешиваться. В пламени 108 жидкие компоненты испаряются, и сырьевые материалы реагируют с образованием частиц 109. На фиг. 3 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения применительно к окрашиванию листового стекла. Вместе с тем, рисунок и прилагаемое описание служат в качестве примера использования изобретения в одной из областей применения. Жидкие капли 202 А и 202 В распыляют в камеру 201 предварительного смешения при помощи двух напорных дисперсных распылителей 204 А и 204 В, с помощью которых жидкое сырье 105 А и 105 В распыляют в виде мелких капель. Жидкость 301 А засасывается с помощью насоса 302 А высокого давления и подается далее в напорный дисперсный распылитель 204 А. Жидкость 301 А состоит из метанола и растворенного в нем нитрата кобальта(II) Co(NO3)26H2O в соотношении 20 г нитрата кобальта(II) на 100 мл метанола. Подачу сырья из насоса 302 А высокого давления ограничивают дроссельным клапаном 303 А или аналогичным устройст-4 015999 вом с получением расхода 50 мл/мин. Жидкость 301 В засасывается насосом 302 В высокого давления и подается далее в напорный дисперсный распылитель 204 В. Жидкость 301B состоит из метанола и растворенного в нем нитрата кальция Ca(NO3)24H2O в соотношении 18 г нитрата кальция на 100 мл метанола. Подачу сырья из насоса 302 В высокого давления ограничивают дроссельным клапаном 303 В или аналогичным устройством с получением расхода 50 мл/мин. Газообразный водород подают в камеру 201 предварительного смешения из канала 104 с объемным расходом 500 л/мин. В камеру 201 предварительного смешения также подают воздух из канала 103 с объемным расходом 1250 л/мин. Жидкие капли и газы эффективно смешиваются в камере 201 предварительного смешения и образуют гомогенную смесь 212. Смесь поступает далее в сепаратор 213, в котором отделяется смесь 214 для капель, имеющих диаметр, превышающий аэродинамический диаметр 10 мкм. Жидкость, содержащаяся в каплях, поступает далее через сборный канал 215 в сборник 216. Смесь 217, из которой удалены крупные жидкие капли,поступает в горелку 304. Горелка 304 представляет собой щелевую форсунку, имеющую ширину 1000 мм при ширине щели 20 мм. В горелке смесь поджигают с образованием пламени 108. В пламени 108 жидкие компоненты испаряются и сырьевые материалы испаряются и/или образуют ядра кристаллизации и/или конденсируются и/или реагируют с образованием частиц 109. Эти частицы далее направляют к поверхности листового стекла 305, имеющеей температуру, превышающую 600 С, к которой частицы 306 прилипают. Частицы 306 диффундируют и затем растворяются в стекле 305, окрашивая поверхность стекла в синий цвет. На фиг. 4 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения применительно к получению фотокаталитической поверхности на керамической подложке. Вместе с тем, рисунок и соответствующее описание служат в качестве примера использования изобретения в одной из областей применения. Жидкие капли 202 А и 202 В распыляют в камеру 201 предварительного смешения при помощи двух газодисперсных распылителей 203 А и 203 В, посредством которых жидкое сырье 105 А и 105 В распыляется в виде мелких капель 202 А и 202 В. Жидкость 301 А подают при помощи шлангового насоса 302 А в газодисперсный распылитель 203 А. Жидкость 301 А состоит из метанола и растворенного в нем тетраэтилортотитаната Ti(OC2H5)4 (TEOT) в соотношении 1:1. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 А, делая его 10 мл/мин. Жидкость 301 В подают шланговым насосом 302 В в газодисперсный распылитель 105 В. Жидкость 301 В состоит из метанола и растворенного в нем нитрата серебра AgNO3 в соотношении 10 г нитрата серебра на 100 мл метанола. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 В, делая его 5 мл/мин. Газообразный водород подают в камеру 201 предварительного смешения с объемным расходом 40 л/мин, отрегулированным при помощи регулятора расхода 401, из канала 102, дополнительно соединенного с газовым каналом газодисперсного распылителя 203 А перед подачей в камеру 201 предварительного смешения. Таким же образом кислород подают в камеру 201 предварительного смешения с объемным расходом 20 л/мин, отрегулированным при помощи регулятора расхода 402, из канала 103, дополнительно соединенного с газовым каналом газодисперсного распылителя 203 В перед подачей в камеру 201 предварительного смешения. Жидкие капли 202 А и 202 В и газы эффективно смешиваются в камере 201 предварительного смешения и образуют гомогенную смесь 212. Далее смесь подают в сепаратор 213, где отделяется смесь 214 для капель, имеющих диаметр, превышающий аэродинамический диаметр 10 мкм. Жидкость, содержащуюся в отделенных каплях, подают далее через сборный канал (коллектор) 215 в сборник 216. Смесь 217, из которой удалены крупные жидкие капли, подают в горелку 304. Горелка 304 представляет собой щелевую форсунку, имеющую толщину 300 мм при ширине щели 5 мм. В горелке 304 смесь поджигают с образованием пламени 108. В пламени 108 жидкие компоненты испаряются, и сырьевые материалы реагируют с образованием частиц 109. Эти частицы затем направляют на поверхность керамической подложки, на которую они налипают, образуя фотокаталитическое покрытие подложки. На фиг. 5 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения применительно к использованию для получения пористо-волокнистых преформ, необходимых для изготовления активных оптических волокон. Вместе с тем, рисунок и соответствующее описание служат в качестве примера использования изобретения в одной из областей применения. Жидкие капли 202 А и 202 В распыляют в камеру 201 предварительного смешения при помощи двух газодисперсных распылителей 203 А и 203 В, в результате чего жидкое сырье 105 А и 105 В распыляется в виде мелких капель. В качестве распыляющего газа 501 А и 501 В используют сжатый воздух, который подают в газовые каналы 502 А и 502 В распылительной форсунки через регуляторы 401 и 402 расхода. Жидкость 301 А подают при помощи шлангового насоса 302 А в газодисперсный распылитель 203 А. Жидкость 301 А состоит из метанола и нитрата алюминия Al(NO3)29H2O в соотношении 20 г нитрата алюминия на 100 мл метанола. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 А до 12 мл/мин. Жидкость 301 В подают при помощи шлангового насоса 302 В в газодисперсный распылитель 203 В. Жидкость 301 В состоит из метанола и растворенного в нем нитрата эрбия Er(NO3)25 Н 2 О в соотношении 2 г нитрата эрбия на 100 мл метанола. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 В до 12 мл/мин. Кислород 209, выступающий в качестве газа-носителя, поступает через регулятор 503 массового расхода в барботер 211. Тетрахлорид кремния SiCl4 210 в барботере 211 испаряется в газ-носитель 209 и-5 015999 поступает 208 вместе с газом-носителем в камеру 201 предварительного смешения. Расход газа-носителя составляет 500 мл/мин, температура в барботере соответствует 30 С. Газообразный водород подают в камеру 201 предварительного смешения из канала 104 с объемным расходом 30 л/мин. Таким же образом кислород подают в камеру 201 предварительного смешения с объемным расходом 15 л/мин из канала 103. Капли, пары и газы эффективно смешиваются в камере 201 предварительного смешения и образуют гомогенную смесь 212. Далее смесь подают в сепаратор 213, в котором отделяется смесь 214 для капель,имеющих диаметр, превышающий аэродинамический диаметр 8 мкм. Жидкость, содержащуюся в каплях, направляют затем через сборный канал 215 в сборник 216. Смесь 217, из которой удалены крупные жидкие капли, поступает в горелку 218. Горелка 218 представляет собой круглую форсунку, имеющую диаметр 2 мм. В горелке 218 смесь сжигают с образованием пламени 108. В пламени 108 жидкие компоненты испаряются, и сырьевые материалы реагируют с образованием частиц 109. Состав частиц представляет собой SiO2-Al2O3-Er2O3 при соотношении 100:10:1. Затем эти частицы направляют на поверхность сердечника 504, на которую они налипают и образуют пористый слой стекла. После формирования сердечник 504 извлекают, и в результате получается пористая стеклянная преформа. На фиг. 6 представлен предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения применительно к направленной вниз горелке для получения наночастиц для покрытия. Вместе с тем, рисунок и соответствующее описание служат в качестве примера использования изобретения в одной из областей применения. Жидкие капли 202 А и 202 В распыляют в камеру 201 предварительного смешения при помощи двух газодисперсных распылителей 203 А и 203 В, в результате чего жидкое сырье 105 А и 105 В распыляется в виде мелких капель 202 А и 202 В. Жидкость 301 А подают при помощи шлангового насоса 302 А в газодисперсный распылитель 203 А. Жидкость 301 А состоит из метанола и растворенного в нем нитрата меди Cu(NO3)23H2O в соотношении 30 г нитрата меди на 100 мл метанола. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 А до 8 мл/мин. Жидкость подают при помощи шлангового насоса 302 В в газодисперсный распылитель 203 В. Жидкость 301 В представляет собой тетраэтилортосиликат TEOS. Объемный расход жидкости регулируют при помощи шлангового насоса 302 В до 20 мл/мин. Газообразный водород подают в камеру 201 предварительного смешения с массовым расходом 30 л/мин из каналов 103 А и 103 В, в то же время служащих в качестве дисперсных газовых каналов газодисперсных распылителей 105 А и 105 В. Таким же образом в камеру 201 предварительного смешения подают воздух из канала 501 с объемным расходом 75 л/мин. Жидкие капли и газы эффективно смешиваются в камере предварительного смешения 201 и образуют гомогенную смесь 212. Смесь далее подают в горелку 304. Горелка 304 представляет собой щелевую форсунку, имеющую толщину 200 мм при диаметре щели 1 мм. Поверхности 601 А и 601 В горелки 304 и камеры 201 предварительного смешения нагревают при помощи электронагревателей 602 А и 602 В до температуры 120 С. Таким образом, метанол 603 А и 603 В испаряется из частиц 605 А и 605 В, наносимых на поверхности 601 А и 601 В, и соли 604 А и 604 В, содержащиеся в жидкости, прилипают к поверхностям. Соответственно жидкость, прилипающая к поверхности, будет лишена возможности стекания/сбегания с горелки 304. В горелке 304 смесь сжигают с образованием пламени 108. В пламени 108 компоненты жидкости испаряются, и сырьевые материалы реагируют с образованием частиц 109. Частицы далее направляют к поверхности листового стекла 305, к которой частицы 109 прилипают. Частицы диффундируют, растворяются и смешиваются в поверхности листового стекла, окрашивая его в бирюзовый цвет. На фиг. 7 схематически изображено устройство в соответствии с настоящим изобретением, при этом в устройстве учтены некоторые детали, влияющие на регулирование получаемых капель. Жидкие капли 202 распыляют в камеру 201 предварительного смешения при помощи напорного дисперсного распылителя 203. Жидкость 301, содержащая соли металлов, выступающие в качестве исходного сырья для наночастиц, и их растворитель, подают при помощи насоса 106 для распыления в канал 105. Жидкость распыляют при помощи напорного дисперсного распылителя 203 с помощью газообразного водорода. Перед введением в спринклер (разбрызгиватель) 203 газообразный водород проходит через барботер 717. Барботер 717 содержит растворитель 705, такой же, как тот, в котором растворены соли, служащие сырьем для наночастиц. Растворитель 705 испаряется в газообразном водороде 103, проходя через барботер 717. Количество испаряющегося растворителя зависит от объемного расхода водорода и температуры в барботере 717. Температуру в барботере регулируют путем выдерживания барботера 717 в тепловой бане 704, температуру которой корректируют при помощи терморегулятора 709. Газообразный водород, испаренный растворителем, подают в распылитель 203 через канал 706. Окисляющий газ 104 подают в камеру 201 предварительного смешения через канал 708. Выше канала 708 окисляющий газ 104 подают через барботер 718. Барботер 718 содержит растворитель 707, который может быть таким же или отличаться от растворителя 705. Растворитель 707 испаряется в окисляющий газ, проходящий через барботер 718. Количество испаряющегося растворителя зависит от объемного расхода окисляющего газа и температуры барботера 718. Или же газообразный водород и окисляющий газ могут быть смешаны друг с другом заранее, и предварительно подготовленная газовая смесь может использоваться для распыления жидкости. Такой альтернативный вариант представлен на фиг. 7 В, где газообразный водород, проходящий по каналу 706 В, и окисляющий газ, проходящий по каналу 708 В, объединяются в канале 710 перед использованием газовой смеси для распрыскивания жидкости, движущейся по каналу 105 В. Жидкие ка-6 015999 пли 202 и газы 706 и 708 смешиваются друг с другом в камере 201 предварительного смешения. Для улучшения перемешивания камера 201 предварительного смешения может содержать рычажки 715, способствующие перемешиванию газовых потоков. В камере 201 предварительного смешения создается требуемое давление паров 716 растворителя 705 и/или 706. Камера 201 предварительного смешения может нагреваться или охлаждаться при помощи нагревающей/охлаждающей рубашки 711, регулируемой при помощи терморегулятора 712. Кроме того, можно вводить дополнительный газовый поток из канала 719 через пористую стенку 714 в камеру предварительного смешения. С помощью газового потока, проходящего через стенку 714, можно уменьшить накопление частиц 202 жидкости на стенках камеры 201. Аэрозольную смесь, выходящую из камеры предварительного смешения, поджигают для получения пламени 108. Выпускное отверстие 719 камеры предварительного смешения располагают так, чтобы расход газа, выпущенного из отверстия, был выше скорости распространения пламени в выходящей газовой смеси, что предотвращает возможность горения пламени в камере 201 предварительного смешения. В пламени капли и содержащиеся в них металлические соли испаряются, реагируют, образуют центры кристаллизации, конденсируются, укрупняются и/или спекаются, образуя наночастицы 109. В соответствии с настоящим изобретением также предусмотрен способ получения наночастиц. Этот способ позволяет получать жидкие капли, содержащие исходные вещества для наночастиц, капли 202 А,202 В подаются в термический реактор, такой как пламя, в котором из капель образуются наночастицы 109. Согласно изобретению, жидкие капли, распыленные из по меньшей мере одного жидкого исходного вещества, и горючие и/или окисляющие газы, составляющие термический реактор, смешиваются перед подачей смеси в термический реактор. Термическим реактором может быть пламя, полученное при помощи горючего газа и окисляющего газа, или плазма, полученная посредством газа. Обеспечивается среднее значение аэродинамического диаметра жидких капель, подлежащих подаче в пламя, в пределах от 0,1 до 50 мкм. При этом жидкие капли, имеющие аэродинамический диаметр, выходящий за интервал от 5 до 50 мкм, удаляют из газового потока до пламени. Согласно этому способу газ или пары, принимающие участие по меньшей мере в одной реакции образования наночастиц, примешивают к аэрозольным частицам и горючим или окисляющим газам,обеспечивающим пламя. Жидкие частицы распыляют при помощи напорного дисперсного распылителя, газодисперсного распылителя или вибрационной пластинки. Разумеется, специалисту в данной области техники очевидно, что путем объединения разнообразными способами процессов, способов и конструкций, описанных выше применительно к разным областям применения изобретения, можно предусмотреть различные области применения, которые будут находиться в пределах сущности изобретения. Таким образом, приведенные выше примеры не следует рассматривать как ограничивающие изобретение, однако, варианты осуществления изобретения могут свободно варьироваться в пределах признаков изобретения, раскрытых в прилагаемой формуле изобретения. Разумеется, специалисту в данной области техники также очевидно, что прилагаемые графические материалы предназначены для иллюстрирования изобретения и, следовательно, конструкции и компоненты, фигурирующие в них, изображены без соблюдения точного взаимного масштаба. Кроме того, специалисту в данной области техники очевидно, что представленные геометрические формы предназначены исключительно для иллюстрирования изобретения и, следовательно, например,форма камеры смешения может быть произвольной, также и форма горелки может быть выбрана произвольно при условии, что использованные геометрические формы, например, не причиняют ущерб, накапливая жидкие частицы. Примером неудачной формы является перфорированная горелка, в которой поверхности между перфорациями могут действовать как ударные коллекторы частиц. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для получения наночастиц (109), содержащее распылитель (203, 204) для распыления жидкости, содержащей исходные вещества для наночастиц (109), в жидкие капли (202 А, 202 В), средний аэродинамический диаметр которых составляет от 0,1 до 50 мкм,смесительную камеру (201), соединенную с распылителем для смешивания жидких капель с горючими и/или окисляющими газами с получением смеси,горелку (218), соединенную со смесительной камерой, для сжигания полученной смеси с получением наночастиц (109) из жидких капель (202 А, 202 В) и устройство (213) для удаления жидких капель, имеющих аэродинамический диаметр, выходящий за пределы интервала от 5 до 50 мкм, из газового потока выше по потоку от горелки (218) для направления жидких капель (202 А, 202 В), имеющих средний аэродинамический диаметр 5 мкм или менее, в горелку(218). 2. Устройство по п.1, в которм устройство (213) для удаления жидких капель представляет собой импактор, электроклассификатор или воздушный коллектор. 3. Устройство по п.1 или 2, включающее устройство для нагревания поверхностей устройства, находящихся в контакте с потоками смесей.-7 015999 4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором горелка (218) выполнена с возможностью создания пламени из горючего газа и окисляющего газа. 5. Устройство по любому из пп.1-4, включающее средство (602A, 602 В) для нагревания стенок устройства до температуры, обеспечивающей полное или частичное испарение жидкого компонента капель,перемещающихся вблизи стенок, и прилипание соли, содержащейся в жидкости, к нагретой поверхности. 6. Устройство по любому из пп.1-5, включающее средство для смешивания по меньшей мере одного газа или пара, участвующих в реакции образования наночастиц, с аэрозольными частицами и горючими и окисляющими газами, генерирующими пламя. 7. Устройство по любому из пп.1-6, включающее средство для испарения растворителя, используемого в жидких каплях, по меньшей мере в один из газов и средство введения указанных газов в камеру(201) предварительного смешения. 8. Устройство по любому из пп.1-7, включающее напорный дисперсный распылитель, газодисперсный распылитель или вибрационную пластинку для распыления жидких частиц. 9. Устройство по любому из пп.1-8, выполненное таким образом, что скорость истечения аэрозоля,то есть смеси газ/жидкость, выходящего из камеры (201), выше, чем скорость распространения фронта пламени в указанном аэрозоле. 10. Применение устройства по любому из пп.1-9 для получения наночастиц для окрашивания поверхности листового стекла, для образования фотокаталитической поверхности, для изготовления преформы для оптического волокна и/или для покрытия керамического, стеклянного или металлического объекта. 11. Способ получения наночастиц, согласно которому наночастицы получают при помощи устройства по любому из пп.1-9.