CN102674414B - 一种氧化铝纳米纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化铝纳米纤维的制备方法,其步骤如下:1)取质量比为10~20∶7.5~15∶0.5~1的硝酸铝∶尿素∶1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,均匀混合;2)用去离子水溶解步骤1)的混合物,于120℃~170℃密闭保温反应6~10h自然冷却,对产物进行抽滤、洗涤、干燥;3)将步骤2)得到的产物在450~600℃下煅烧4-10h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维。本发明氧化铝纳米纤维制备方法,采用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)和水为分散体系,硝酸铝和缓释剂尿素可以实现均匀的分散,尿素可以更加均匀的缓慢释放OH-,得到分散度高、纯度高、形态结构均一的氢氧化铝凝胶,采用温度交底的温度煅烧就可以得到氧化铝纳米纤维,而且得到氧化铝纳米纤维的直径范围5~15nm,平均直径为7.5-10nm,纳米纤维的长度范围50~70nm,平均长度为60-65nm,长径比为6.5-8∶1。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化铝(Al2O3)纳米纤维的制备方法,属于无机纳米材料技术领域。
背景技术
纳米材料具有传统材料不具有的许多崭新特征,纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的特征,引起物理、材料和化学领域研究者们的浓厚兴趣。近年来,纳米科技受到了世界各国尤其是发达国家的极大青睐,世界各国纷纷将纳米技术的研发作为21世纪技术创新的驱动器并引发了越来越激烈的竞争。纳米氧化铝粉体在化工、陶瓷等行业拥有广泛的应用前景,特别是一维Al2O3材料因其具有高弹性模量、特殊的光学性质、热稳定性及化学稳定性,在陶瓷、吸附、催化等领域应用广泛,受到学者的普遍关注。
CN101338448A公开了一种氧化铝晶须的制备方法,采用硝酸铝和尿素在水中反应形成溶胶,继续保持反应得到前躯体的白色沉淀物,最后在1100-1300℃条件下焙烧得到氧化铝晶须。该方法采用水为分散体系,焙烧温度较高,而且氧化铝纳米纤维的长径比较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应温和、长径比较小的氧化铝纳米纤维的制备方法。
为了实现以上目的,本发明所采用的技术方案是:一种氧化铝纳米纤维的制备方法,其步骤如下:
1)取质量比为10~20∶7.5~15∶0.5~1的硝酸铝∶尿素∶1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,均匀混合;
2)用去离子水溶解步骤1)的混合物,于120℃~170℃密闭保温反应6~10h自然冷却,对产物进行抽滤、洗涤、干燥;
3)将步骤2)得到的产物在450~600℃下煅烧4-10h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维。
步骤2)所述干燥的温度为55-110℃,干燥时间为4~10h。
步骤2)所述干燥的具体过程为:55~65℃保温10~30min,然后升温到75~85℃保温10~30min,之后升温至90-110℃保温4-8h。
所述氧化铝纳米纤维的直径范围5~15nm,纳米纤维的长度范围50~70nm。
本发明氧化铝纳米纤维制备方法,采用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)和水为分散体系,其中主要为水,对环境的污染小;BmimBF4主要起到模板剂的作用,硝酸铝和缓释剂尿素可以在BmimBF4和水的溶剂中实现均匀的分散,尿素可以更加均匀的缓慢释放OH-,得到分散度高、纯度高、形态结构均一的氢氧化铝凝胶,采用温度交底的温度煅烧就可以得到氧化铝纳米纤维,反应的温度条件较为温和,而且得到的氧化铝纳米纤维平均直径为7.5-10nm,平均长度为60-65nm,其长度和直径均为纳米级别,而且具有较小的长径比,其长径比为6.5-8∶1适合在化工、陶瓷等行业中应用。
具体实施方式
实施例1
本实施例的氧化铝纳米纤维制备方法为:称取硝酸铝10g、尿素13.7g、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)1g,用去离子水溶解上述混合物后加入到不锈钢反应釜内,填充度为90%,120℃下密闭保温反应10h,自然冷却,取出产物,抽滤、洗涤,转移到干燥箱内,55℃保温30min,然后升温到75℃保温30min,之后升温至90℃,保温8h后取出,于450℃下煅烧10h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维。氧化铝纳米纤维的直径范围8~11nm,平均直径为9.5nm,纳米纤维的长度范围60~70nm,平均长度为65nm,长径比为6.8∶1。
实施例2
本实施例的氧化铝纳米纤维制备方法为:称取硝酸铝15g、尿素15g、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)0.75g,用去离子水溶解上述混合物后加入到不锈钢反应釜内,填充度为90%,145℃下密闭保温反应8h,自然冷却,取出产物,抽滤、洗涤,转移到干燥箱内,60℃保温20min,然后升温到80℃保温20min,之后升温至100℃,保温6h后取出,于500℃下煅烧6h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维。氧化铝纳米纤维的直径范围5~10nm,平均直径为7.5nm,纳米纤维的长度范围55~65nm,平均长度为60nm,长径比为8∶1。
实施例3
本实施例的氧化铝纳米纤维制备方法为:称取硝酸铝20g、尿素7.5g、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)0.5g,用去离子水溶解上述混合物后加入到不锈钢反应釜内,填充度为90%,170℃下密闭保温反应6h,自然冷却,取出产物,抽滤、洗涤,转移到干燥箱内,65℃保温10min,然后升温到85℃保温10min,之后升温至110℃,保温4h后取出,于600℃下煅烧4h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维。氧化铝纳米纤维的直径范围7~12nm,平均直径为9.5nm,纳米纤维的长度范围58~68nm,平均长度为63nm,长径比为6.6∶1。
Claims (3)
1.一种氧化铝纳米纤维的制备方法,其特征在于:其步骤如下:
1)取质量比为10~20:7.5~15:0.5~1的硝酸铝:尿素:1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐,均匀混合;
2)用去离子水溶解步骤1)的混合物,于120℃~170℃密闭保温反应6~10h自然冷却,对产物进行抽滤、洗涤、干燥;
3)将步骤2)得到的产物在450~600℃下煅烧4-10h,自然冷却至室温,即可得到氧化铝纳米纤维;
所述氧化铝纳米纤维的直径范围5~15nm,纳米纤维的长度范围50~70nm。
2.根据权利要求1所述的氧化铝纳米纤维的制备方法,其特征在于:步骤2)所述干燥的温度为55-110℃,干燥时间为4~10h。
3.根据权利要求1或2所述的氧化铝纳米纤维的制备方法,其特征在于:步骤2)所述干燥的具体过程为:55~65℃保温10~30min,然后升温到75~85℃保温10~30min,之后升温至90-110℃保温4-8h。
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张猛等.氧化铝纳米纤维的水热合成及性能研究.《河南化工》.2009,第26卷(第6期),第16页右栏第2行至第7行. |
氧化铝纳米纤维的水热合成及性能研究;张猛等;《河南化工》;20091231;第26卷(第6期);第16页右栏第2行至第7行 * |
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