本申请属于纳米材料领域，特别涉及一种用于制备纳米材料的多级等离子体装置和制备纳米材料的方法。
背景技术：
1、纳米材料是指三维空间尺度中至少有一维空间可控地小于100纳米的材料，或者是具有纳米尺度的粒径依赖性质的材料。由于纳米材料组成单元的尺度小，其具有许多宏观材料所不具备的特殊性质。例如石墨在被剥离成为石墨烯后，就表现出优异的导电、机械和光学性能等，其实用价值远高于普通石墨。纳米材料被广泛应用于包括电子、医疗、能源、环保、新材料等多个领域，近年来，随着纳米材料生产技术的改良及下游需求增加的拉动，纳米材料市场在可预见的未来呈快速增长的趋势。
2、目前，纳米材料的主流制备方法包括水热法、化学气相沉积法、电弧法、激光烧蚀法、等离子体法等。
3、水热法是纳米材料制备领域应用最广泛的方法之一。它是一种利用密封在高压釜中的水作为介质，在一定的温度和压力下，将常温、常压下不溶于水的物质溶解，发生化学反应或重结晶反应，使反应产物饱和析出从而制备纳米材料的方法。水热法制得的材料具有纯度高、结晶度高、粒径晶型可控性强、团聚少等优势，缺点在于其高温高压的反应条件不易实现。
4、化学气相沉积法是利用高温或其他手段将气相前驱体裂解，随后在衬底上发生化学反应生长目标薄膜产物的合成方法。化学气相沉积反应一般在低压或真空环境下进行，化学反应和收集产物的步骤较为繁琐，虽产物质量高，但产量极低，无法用于大规模生产。另外，化学气相沉积法一般需要气相的前驱体，无法实现从粉体前驱体到粉体产物的制备过程。
5、电弧法是在一定反应气氛下，在电极之间施加高电压，进而形成电弧放电，产生高温高能的热等离子体，将前驱体蒸发为粒子，随后冷却成核，自组装为纳米材料。电弧蒸发存在可控性差，电极烧蚀污染产物等缺点。
6、激光烧蚀法是利用高功率脉冲激光束照射靶材，使其烧蚀分解，然后与溶液作用产生纳米颗粒。该方法产量低，产物收集繁琐。
7、等离子体法制备纳米材料主要是利用其高温特性，将前驱体汽化为原子或离子，当反应物质扩散出反应区后冷却成核，最后重新组装生长成为目标材料。除可提供高温反应环境外，等离子体内部富含的活性粒子，高频率的碰撞使得制得的纳米颗粒粒径更加均匀。气态的前驱体成本高，并且易燃易爆存在危险性。传统的等离子体法制备纳米材料时，采用固态或液态前驱体，由于反应停留时间不足，容易发生无法完全反应的问题。
技术实现思路
1、本申请旨在提出一种用于制备纳米材料的多级等离子体装置和制备纳米材料的方法，以解决前驱体可能无法完全反应的问题。
2、本申请的实施方式提出一种用于制备纳米材料的多级等离子体装置，包括：
3、多级等离子体反应装置，所述多级等离子体反应装置线性地串联连接，所述等离子体反应装置包括放电管和进气装置，在同一级所述等离子体反应装置中，所述进气装置连接于所述放电管的上游侧，所述进气装置用于为所述放电管提供载气气氛；以及
4、多个等离子体发生器，所述多个等离子体发生器用于在多个所述放电管内产生等离子体。
5、在至少一个可能的实施方式中，所述进气装置为涡旋进气装置，所述涡旋进气装置包括多个进气管，所述多个进气管沿所述放电管的周向均匀分布，所述多个进气管在从上游端向下游端的方向上斜向下倾斜。
6、在至少一个可能的实施方式中，一个所述进气装置设置有3个所述进气管，3个所述进气管沿周向间隔120度地均匀分布，所述进气管与水平面形成的夹角为30度至50度。
7、在至少一个可能的实施方式中，所述多级等离子体装置还包括一个或多个投料装置，
8、一个所述投料装置设置于最上游位置的所述等离子体反应装置的所述放电管的上游侧，或者
9、多个所述投料装置设置于多级所述等离子体反应装置的所述放电管的上游侧。
10、在至少一个可能的实施方式中，多级等离子体反应装置的多个放电管线性地串联连接并连通，所述多级等离子体装置包括供气装置，所述供气装置包括气源容器和气体流量控制器，所述气源容器通过所述气体流量控制器分别连接多个所述进气装置。
11、在至少一个可能的实施方式中，所述多级等离子体装置还包括支架，所述多个等离子体发生器能够拆卸地连接于支架，所述支架包括多个等离子体发生器安装位，使所述多个等离子体发生器的级间距离能够调节地安装于所述支架。
12、在至少一个可能的实施方式中，所述等离子体反应装置和所述等离子体发生器均设置有三个，多个所述等离子体反应装置和多个所述等离子体发生器均沿竖直方向布置。
13、在至少一个可能的实施方式中，所述等离子体发生器为微波发生装置。
14、在至少一个可能的实施方式中，所述多级等离子体装置还包括产物收集装置，所述产物收集装置设置于最下游的所述放电管的下游侧，
15、所述产物收集装置包括收集腔和抽气泵，所述收集腔连接于所述放电管，所述抽气泵连接于所述收集腔。
16、本申请还提出一种制备纳米材料的方法，其使用上述技术方案中任一项所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，所述方法包括：
17、向放电管通入多级涡旋气流；
18、开启多个等离子体发生器形成多个离子体反应区域，并保持等离子体稳定；
19、将前驱体投入等离子体的区域，使所述前驱体经过多个等离子体发生器；
20、收集反应产物。
21、通过采用上述技术方案，通过多个等离子体发生器在放电管中形成多个等离子体区域，使前驱体通过等离子体的时间充足。
1.一种用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述进气装置(22)为涡旋进气装置，所述涡旋进气装置包括多个进气管(221)，所述多个进气管(221)沿所述放电管(21)的周向均匀分布，所述多个进气管(221)在从上游端向下游端的方向上斜向下倾斜。
3.根据权利要求2所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，一个所述进气装置(22)设置有3个所述进气管(221)，3个所述进气管(221)沿周向间隔120度地均匀分布，所述进气管(221)与水平面形成的夹角为30度至50度。
4.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述多级等离子体装置还包括一个或多个投料装置(3)，
5.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，多级等离子体反应装置(2)的多个放电管(21)线性地串联连接并连通，所述多级等离子体装置包括供气装置(4)，所述供气装置(4)包括气源容器和气体流量控制器，所述气源容器通过所述气体流量控制器分别连接多个所述进气装置(22)。
6.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述多级等离子体装置还包括支架(6)，所述多个等离子体发生器能够拆卸地连接于支架(6)，所述支架(6)包括多个等离子体发生器安装位，使所述多个等离子体发生器的级间距离能够调节地安装于所述支架(6)。
7.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述等离子体反应装置(2)和所述等离子体发生器均设置有三个，多个所述等离子体反应装置(2)和多个所述等离子体发生器均沿竖直方向布置。
8.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述等离子体发生器为微波发生装置(1)。
9.根据权利要求1所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，其特征在于，所述多级等离子体装置还包括产物收集装置(5)，所述产物收集装置(5)设置于最下游的所述放电管(21)的下游侧，
10.一种制备纳米材料的方法，其特征在于，使用权利要求1至9中任一项所述的用于制备纳米材料的多级等离子体装置，所述方法包括：
