制备高纯纳米氧化铝粉体的方法.doc

薄制备高纯纳米氧化铝粉体的方法肀高纯纳米氧化铝粉体的制备方法有很多,大致可分为固相法、液相法、气相法等。各种方法都有其一定优势,但是也存在不足,因此一般根据实际产品要求来选择不同的制备方法。芁固相法莈固相法主要是将铝或铝盐研磨煅烧,发生固相反应后直接得到纳米氧化铝的方法。该法可分为:机械粉碎法、固相反应法;机械粉碎法是用各种超细粉碎机将原料直接粉碎成超细粉。常见的超细粉碎机有:球磨机、行星磨、塔式粉碎机和气流磨粉碎机等;应用较多的是球磨机,但该法很难使粒径达到100nm以下。固相法制备超细粉比较简单,但是生成的粉体容易产生团聚并且粉末粒度不易控制。固相反应法又可大致化学溶解法、非晶晶化法、燃烧法。羄化学溶解法螂化学溶解法主要包括碳酸铝铵热解法、喷雾热解法、铵明矾热解法三种;铵明矾热解法是通过用硫酸铝铵与硫酸铵反应制得明矾,再根据产品纯度要求再多次重结晶精制,最后将精制的铵明矾加热分解成Al2O3,其反应过程为:2Al(OH)3+3H2SO4→Al2(SO4)3+6H2OAl2(SO4)3+(NH4)2SO4+24H2O→2NH4Al(SO4)2·12H2O2NH4Al(SO4)2·12H2O→Al2O3+2NH3+4SO3+13H2O煅烧过程收集的炉气可制成硫酸铵循环使用。该方法工艺简单,但由于生产周期长,难于应用于实际规模化生产。对铵明矾热解法改进后形成了碳酸铝铵热解法,通过前驱体NH4AlO(OH)HCO3的合成和热解得到高纯度超细氧化铝。李江[6]等应用分析纯硫酸铝铵和碳酸氢铵为原料,采用湿化学法制备单分散超细NH4Al2(OH)2CO3先驱沉淀物,在1100℃下灼烧得到平均粒径为20nm的α-Al2O3纳米粉体。该方法不产生腐蚀性气体,无热分解时的溶解现象,有利产品粒径的控制并且能简化操作,适合于工艺化生产。喷雾热解法是将金属盐溶液以雾状喷入高温气氛中,从而使其中的水分蒸发,金属盐发生分解,析出固相,直接制备出纳米氧化铝陶瓷粉好方法。聿热解法蒈硫酸铝铵热解法是使硫酸铝铵AlNH4(SO4)2・12H2O进行热分解获得性能良好的Al2O3粉末的方法,通过加入PEG分散剂可制得25nm左右的α-Al2O3。]以硫酸铝铵为原料、以可溶性淀粉为分散剂制得30~40nm的α-Al2O3粉体,工艺过程简单、生产成本低、产品质量稳定等特点适用于工业化生产。但是反应中会产生SO2等有毒气体,污染环境,此法逐渐被碳酸铝铵(AACH)热解法代替。AACH热解法是将铵钒与碳酸氢铵反应,生成碳酸铝铵(即铵片钠铝石)前躯体沉淀,沉淀物经老化、沉降、过滤、洗涤、干燥、煅烧最终制得纳米氧化铝粉体。莅非晶晶化法芀非晶晶化法首先是制备非晶态的化合态铝,然后再通过退火处理使非晶晶化。该方法可以生产出成分准确的所需纳米材料,并且不需要经过成型处理,可由非晶态直接制备出纳米氧化铝。但是这种方法生产的纳米氧化铝结构材料塑性受到晶粒粒径的影响明显,只有当粒径较小时,塑性较好,否则材料变得很脆。袈燃烧法薈应用铝粉燃烧虽然能得到粒径小于20nm的氧化铝,但由于设备复杂,生产过程较危险,并且粉体收集较难所以应用前景不大。薂气相法羂气相法是指直接应用气体或者通过各种手段将物质变成气体,使之在气态下发生物理、化学反应,在冷却过程中形成超细粉的方法,该方法一般包括:固相加热挥发法、惰性气体凝聚加压