CN103663523B - 一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 - Google Patents
一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103663523B CN103663523B CN201310660165.7A CN201310660165A CN103663523B CN 103663523 B CN103663523 B CN 103663523B CN 201310660165 A CN201310660165 A CN 201310660165A CN 103663523 B CN103663523 B CN 103663523B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- afterwards
- aikyiaiurnirsoxan beta
- warming
- incubated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Abstract
本发明涉及球形氧化铝纳米晶及其制备方法。所述的制备方法为:将羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体干胶,经程序升温热解后,去除有机分子链段,得到球形氧化铝纳米晶颗粒。所制备的球形氧化铝纳米晶颗粒粒径为5~30nm;晶相为α相。本发明的制备方法不需要特殊反应装备,操作过程简单,易于放大制备。本发明制得的球形氧化铝纳米晶为分散性良好的球形α-Al2O3。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化铝纳米晶及其制备方法,尤其涉及一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法。
背景技术
氧化铝又称三氧化二铝,是一种重要的陶瓷材料,有α、β、γ、δ、η、θ、κ和χ等十一种晶体,具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优良特性,广泛应用于航空、冶金、机械等领域。作为功能陶瓷,在传感器、固定化酶载体、催化剂载体等方面也有重要的应用。纳米尺寸氧化铝粉体对于提高烧结体质量、改善性能及应用有着重要价值,因此,纳米氧化铝粉体的制备、分散和性能吸引着广泛的研究。
α晶型纳米氧化铝通常是由过渡晶型(α、θ、δ、η等)的氧化铝在1200~1400℃高温烧结得到,α晶型的晶种一经生成,颗粒快速生长并迅速长大,颗粒分散性很难控制;且高温下所得的颗粒之间团聚严重。因此,降低α-Al2O3纳米氧化铝的烧结温度、且使颗粒分散均匀是纳米氧化铝制备的关键因素。另外,球形化纳米氧化铝,可以提高粉体的堆积密度,增加烧结体的质量;在一些特殊的领域,比如,节能灯具所用氧化铝起到隔绝层作用,采用球形化纳米氧化铝,可以提高膜层的致密性,减少紫外光透光及抑制钠汞齐的形成,提高发光效率。
目前,纳米氧化铝的制备方法通常是在原来亚微米级氧化铝制备方法基础上发展的,主要包括:异丙醇铝水解法、金属铝水解法、硫酸铝铵热解法及碳酸铝铵(AACH)热解法等。这些方法,可得到纳米氧化铝,但杂质离子偏高、颗粒粒径偏大,团聚严重,得到的颗粒形貌各异,有杆状、类球形、多孔结构等,无法得到几个纳米到几十个纳米范围、且无团聚的纳米α型氧化铝。
纳米氧化铝球形化的方法,如喷雾法、燃烧法等(CaiutJ.M.Aetal.Elaborationofboehmitenano-powdersbySpray-pyrolysis.PowderTechnology190(2009):95-98.),可以得到约100nm的α-Al2O3,颗粒分布较宽,且1000℃高温烧结后,颗粒变形为类球形颗粒。如何制备得到分散均匀的纳米级球形α型氧化铝,仍然面临着技术挑战。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种以羧酸取代铝氧烷前驱体热解制备球形纳米α型氧化铝的新方法。本发明利用长链有机取代基在热解过程中缓慢裂解,抑制氧化铝晶种的生长,降低α-Al2O3相转变温度,可得到几个纳米到几十个纳米的球形化纳米α-Al2O3。本发明所提供的球形化纳米氧化铝预期在结构陶瓷、节能灯防护膜、纳米催化剂载体及生物酶固定载体等方面有潜在的应用价值。
为达上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种球形氧化铝纳米晶制备方法,将羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体干胶,经程序升温热解后,去除有机分子链段,得到球形氧化铝纳米晶颗粒。
本发明所述的制备方法中,所述的羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体为长链一元羧酸取代的铝氧烷的有机金属前驱体,其结构式为[Al(O)x(OH)y(OOCR)z]m;其中:2x+y+z=3,其中x、y、z可以为整数也可以为小数;R为CnH2n+1,n为5~17的整数,例如可以为5、7、9、11、14、16、17等整数;m不做具体限定,可以为1、3、5、6等。
羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体的制备可使用已有文献(LandryC.C.etal.FromMineralstoMaterials:SynthesisofAlumoxanesfromtheReactionofBoehmitewithCarboxylicAcids.JournalofMaterialsChemistry1995,5(2),p331-341.)制备,其步骤为:将勃姆石粉体超声分散到二甲苯溶剂中,并按照摩尔COOH/Al=0.1~1比例,加入一元羧酸(CnH2n+1COOH,n=5~17),之后搅拌下,油浴中加热回流3~8h。反应结束后,冷却至室温。将所得的白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3~5次,最后抽真空干燥即得。
本发明所述的制备方法中,所述的羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体干胶通过以下步骤得到:将羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体分散到饱和脂肪烃中,羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体和饱和脂肪烃的量关系没有特别限定,以有机金属前驱体在饱和脂肪烃中充分溶解为宜,经超声反应后得到果冻状凝胶,真空干燥后得到的固体物即为前驱体干胶。
上述干胶制备具体的过程可以为:称量2~5g的羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体,加入到50~125ml的饱和脂肪烃中,在20~40℃下超声反应1~3h后,得到果冻状凝胶;真空干燥后得到干胶。
本发明所述的制备方法中,所述饱和脂肪烃为直链饱和脂肪烃中的1种或2种以上的混合物,优选为CnH2n+2中的1种或2种以上的混合物,n为5~10的整数,例如可以为5、7、9、10等整数,进一步优选为正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷中的1种或2种以上的混合物,特别优选为正己烷。
本发明所述的制备方法中,所述超声的温度为20-40℃,例如为22℃、26℃、29℃、33℃、36℃、39℃等,超声的时间为1~3h,例如为1.2h、1.6h、2.0h、2.5h、2.8h等。
所得的干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中进行程序升温热解。
本发明所述的制备方法中,根据所用一元羧酸的链长不同,所用程序升温热解为:从室温程序升温至190~250℃,例如为195℃、204℃、210℃、230℃、245℃等,并保温2~3h,例如为2.1h、2.5h、2.7h等;接着,以相同的升温速度升温至300~370℃,例如为310℃、315℃、322℃、330℃、340℃、355℃、360℃、369℃等,并保温2~3h;之后,继续以相同的升温速度升温至450~550℃,例如为455℃、460℃、475℃、490℃、505℃、520℃、530℃、545℃等,并保温0.5~1h;之后以相同的升温速度继续升温至1000~1250℃,例如为1050℃、1100℃、1150℃、1210℃、1240℃等,并保温3~5h。
本发明通过多段程序升温,利用长链有机取代基在热解过程中的缓慢裂解,可以抑制氧化铝晶种的生长,降低α-Al2O3相的转变温度,可得到几个纳米到几十个纳米并且呈球形的纳米α-Al2O3颗粒。而通过已有的技术制备的α-Al2O3的粒径是无法达到几个纳米到几十个纳米的尺寸并呈球形状颗粒。而球形的小尺寸的纳米氧化铝,可以大大的提高粉体的堆积密度,增加烧结体的质量;在一些特殊的领域,比如,节能灯具所用氧化铝起到隔绝层作用,采用球形化纳米氧化铝,可以极大的提高膜层的致密性,减少紫外光透光及抑制钠汞齐的形成,从而可显著的提高发光效率。可见,本发明通过特定的多段程序升温,克服了现有技术的缺陷,制得了小尺寸的球形α-Al2O3颗粒,具有极大的应用价值,在本领域是取得了跨越性的进步。
优选地,先将所得干胶研成粉末,然后转入马弗炉中进行程序升温热解。
优选地,所述程序升温的速度可以为1-6℃/min,例如为1.5℃/min、2.2℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4.2℃/min、4.9℃/min、5.5℃/min等,优选为1-4℃/min。
本发明所述的制备方法中,所述热解的气氛可以为空气。
本发明的目的之一还在于提供所述的制备方法制得的球形氧化铝纳米晶,所制备的球形氧化铝纳米晶颗粒平均粒径为5~30nm,例如为6nm、8nm、10nm、15nm、20nm、24nm、29nm等;晶相为α相。
与已有技术方案相比,本发明具有以下有益效果:
①本发明以长链羧酸有机铝氧烷干胶为前驱体,高温热解得到分散性良好的球形α-Al2O3纳米晶体颗粒;
②不同以往技术方案,利用高温段部分分解的长链有机基团或其降解的碳化物可抑制氧化铝颗粒过快生长;
③本发明的制备方法除了有机溶剂,不需要特殊反应装备,操作过程简单,易于放大制备。
附图说明
图1为本发明实施例3的球形α-Al2O3纳米晶的TEM照片;
图2为本发明实施例11的球形α-Al2O3纳米晶的TEM照片;
图3为本发明实施例11、7、3的球形α-Al2O3纳米晶的XRD图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.1(mol/mol),称取正戊酸0.86g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流3h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g正戊酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正己烷中并用保鲜膜密封;之后,在20℃下,超声反应3h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解:根据所用一元羧酸的链长不同,所用程序升温热解为:以6℃/min升温速度,从室温至190℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至300℃,保温3h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温0.5h。之后继续升温至1000℃,并保温3h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为30nm
实施例2
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=1(mol/mol),称取正戊酸8.6g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流3h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g正戊酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正癸烷中并用保鲜膜密封;之后,在30℃下,超声反应3h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解:根据所用一元羧酸的链长不同,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至190℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至300℃,保温3h之后;继续以相同的升温速度升温至500℃,并保温0.5h。之后继续升温至1000℃,并保温3h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为26nm。
实施例3
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取异戊酸1.72g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流5h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g异戊酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正戊烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应1h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以1℃/min升温速度,从室温至190℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至300℃;保温3h之后;继续以相同的升温速度升温至550℃,并保温0.5h。之后继续升温至1000℃,并保温3h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为22nm。图1为本实施例的球形α-Al2O3纳米晶的TEM照片。
实施例4
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.5(mol/mol),称取正己酸4.84g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g正己酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正庚烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应3h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至200℃,并保温3h;接着,以相同的升温速度升温至350℃,保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1100℃,并保温4h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为15nm。
实施例5
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.5(mol/mol),称取2-甲基戊酸4.84g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g2-甲基戊酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正辛烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以4℃/min升温速度,从室温至210℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至350℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1200℃,并保温3h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为12nm。
实施例6
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取正庚酸2.17g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g正庚酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正壬烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1000℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为14nm。
实施例7
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取2,4-二甲基戊酸2.17g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g2,4-二甲基戊酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正壬烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以5℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1100℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为16nm。
实施例8
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取正辛酸2.4g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g正辛酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正己烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1000℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为9nm。
实施例9
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取2-乙基己酸2.4g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g2-乙基己酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的正己烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以1℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1200℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为8nm。
实施例10
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取壬酸2.64g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g壬酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的壬烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以3℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1100℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为11nm。
实施例11
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取壬酸2.64g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g壬酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的壬烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至450℃,并保温1h。之后继续升温至1250℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为6nm。图2为本实施例的球形α-Al2O3纳米晶的TEM照片,所用显微镜及放大倍率、加速电压与图1中相同。
实施例12
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取癸酸2.87g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g癸酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的己烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至550℃,并保温1h。之后继续升温至1000℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为10nm。
实施例13
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取月桂酸3.33g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g月桂酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的己烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以1℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至550℃,并保温1h。之后继续升温至1100℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为7nm。
实施例14
称取勃姆石粉5g加入100ml到对二甲苯中,超声分散形成白色浆料,按照COOH/Al=0.2(mol/mol),称取硬脂酸4.74g加入到勃姆石对二甲苯混合浆料中,搅拌至溶解;之后转入到油浴中,加热混流8h。反应完成后,冷却至室温,将白色浆料过滤,并用乙醚洗涤3次。之后转入真空烘箱中,室温抽真空干燥,得到正戊酸取代的铝氧烷有机前驱体。
将上述前驱体用研钵研成粉末,并称取2g硬脂酸取代的铝氧烷粉末,加入到50ml的己烷中并用保鲜膜密封;之后,在40℃下,超声反应2h。接着,室温抽真空干燥所得果冻状凝胶,得到透明干胶。干胶用研钵研成粉末,均匀低铺在氧化铝瓷舟底部,之后转入马弗炉中。程序升温进行高温分解,所用程序升温热解为:以2℃/min升温速度,从室温至250℃,并保温2h;接着,以相同的升温速度升温至370℃保温2h之后;继续以相同的升温速度升温至550℃,并保温1h。之后继续升温至1100℃,并保温5h,即得球形α-Al2O3纳米晶,其平均粒径约为5nm。
申请人声明,以上所述之实施例,只是本发明的较佳实例而已,并非用来限制本发明的实施范围,故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明申请专利范围内。
Claims (11)
1.一种球形氧化铝纳米晶制备方法,其特征在于,将羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体干胶,经程序升温热解后,去除有机分子链段,得到球形氧化铝纳米晶颗粒;
所用程序升温热解为:从室温程序升温至190~250℃,并保温2~3h;接着,以相同的升温速度升温至300~370℃,保温2~3h;之后,继续以相同的升温速度升温至450~550℃,保温0.5~1h;之后以相同的升温速度继续升温至1000~1250℃,并保温3~5h;
所述的羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体为长链一元羧酸取代的铝氧烷的有机金属前驱体,其结构式为[Al(O)x(OH)y(OOCR)z]m;其中:2x+y+z=3;R为CnH2n+1,n为5~17的整数。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体干胶通过以下步骤得到:将羧基取代的铝氧烷的有机金属前驱体分散入到饱和脂肪烃中,经超声后得到果冻状凝胶,真空干燥后得到的固体物即为前驱体干胶。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述饱和脂肪烃为直链饱和脂肪烃中的1种或2种以上的混合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述饱和脂肪烃为CnH2n+2中的1种或2种以上的混合物,n为5~10的整数。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述饱和脂肪烃为正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷中的1种或2种以上的混合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述饱和脂肪烃为正己烷。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述超声的温度为20-40℃,超声的时间为1~3h。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,先将所得干胶研成粉末,然后转入马弗炉中进行程序升温热解。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述程序升温的速度为1-6℃/min。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述程序升温的速度为1-4℃/min。
11.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热解的气氛为空气。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310660165.7A CN103663523B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310660165.7A CN103663523B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103663523A CN103663523A (zh) | 2014-03-26 |
CN103663523B true CN103663523B (zh) | 2015-11-18 |
Family
ID=50302430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310660165.7A Active CN103663523B (zh) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | 一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103663523B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106006691B (zh) * | 2016-01-14 | 2018-03-30 | 洛阳三睿宝纳米科技有限公司 | 一种金属热喷涂用纳米级刚玉料 |
CN107042041A (zh) * | 2017-04-05 | 2017-08-15 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种可快速更换滤片的高温含尘气体除尘装置 |
CN110551363A (zh) * | 2018-05-30 | 2019-12-10 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种纳米级α-氧化铝复合环氧树脂绝缘材料及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1324361A (zh) * | 1998-09-24 | 2001-11-28 | 阿克佐诺贝尔公司 | 用减量的三烷基铝化合物合成铝氧烷 |
US7115764B2 (en) * | 2002-08-07 | 2006-10-03 | Wm. Marsh Rice University | Mechanical shear based synthesis of alumoxane nanoparticles |
CN101239703A (zh) * | 2008-03-10 | 2008-08-13 | 江苏大学 | 一种制备单分散球形纳米金属氧化物粉末的方法 |
-
2013
- 2013-12-09 CN CN201310660165.7A patent/CN103663523B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1324361A (zh) * | 1998-09-24 | 2001-11-28 | 阿克佐诺贝尔公司 | 用减量的三烷基铝化合物合成铝氧烷 |
US7115764B2 (en) * | 2002-08-07 | 2006-10-03 | Wm. Marsh Rice University | Mechanical shear based synthesis of alumoxane nanoparticles |
CN101239703A (zh) * | 2008-03-10 | 2008-08-13 | 江苏大学 | 一种制备单分散球形纳米金属氧化物粉末的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Aqueous synthesis of water-soluble alumoxanes:environmentally benign precursors to alumina and anluminum-based ceramics";Rhonda L.Callender et al.;《Chemistry of Materials》;19971118;第9卷(第11期);第2425页左栏第11-18行、第2429页左栏第14-17行,第2432页倒数6-17行,第2433页左栏倒数第一行、右栏第2-5行,附图16、附图19 * |
"From minerals to materials:synthesis of alumoxanes from the reaction of boehmite with carboxylic acids";Christopher C.Landry et al.;《Journal of Materials Chemistry》;19950101;第5卷(第2期);第331页第1-2行、表1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103663523A (zh) | 2014-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xiao-Quan et al. | Preparation of nanometer crystalline TiO2 with high photo-catalytic activity by pyrolysis of titanyl organic compounds and photo-catalytic mechanism | |
CN107282030A (zh) | 一种三维木质素多孔碳/氧化锌复合材料及其制备和在光催化领域中的应用 | |
CN102531009B (zh) | 纳米级高纯氧化铝的制备方法 | |
Liu et al. | Fabrication and photoluminescence properties of hollow Gd 2 O 3: Ln (Ln= Eu3+, Sm3+) spheres via a sacrificial template method | |
CN113398936B (zh) | 一种氧化锌/ZnFe-LDH@生物炭可见光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN112756000B (zh) | 一种硫空位缺陷制备硫化物半导体/金属纳米粒子的方法及其应用 | |
CN101844784B (zh) | 一种α-Al2O3纳米结构聚集体材料及其制备方法 | |
CN103663523B (zh) | 一种球形氧化铝纳米晶及其制备方法 | |
Pezeshkpour et al. | Synthesis and characterization of nanocrystalline NiO-GDC via sodium alginate-mediated ionic sol-gel method | |
CN102531015A (zh) | 一种多孔氧化铝超细粉体的制备方法 | |
CN103449503B (zh) | 一种纳米锌铝尖晶石的制备方法 | |
CN110813300B (zh) | 一种负载钴锌双金属的纳米碳材料及其制备方法和在催化氧化亚硫酸镁中的应用 | |
CN115025770A (zh) | 一种MnO2/γ-Al2O3低维纳米复合材料及其制备方法与应用 | |
Ray et al. | Non-isothermal decomposition kinetics of nano-scale CaCO3 as a function of particle size variation | |
CN113479934A (zh) | 一种BiOCl纳米片及其制备方法和应用 | |
JP4365167B2 (ja) | 光触媒複合粉体およびその製造方法 | |
CN109569625B (zh) | 一种制备负载型金属镍基催化剂的方法 | |
CN111905730B (zh) | 一种0d/1d/2d复合镁铝双金属氧化物纳米催化材料的制备方法及应用 | |
Gao et al. | Shape control of CeO2 nano-particles and synthesis of nano-metric solid acid SO42−/CeO2 | |
CN110937620B (zh) | 一种非化学计量比锌铝尖晶石及其制备方法 | |
CN112456556A (zh) | 一种制备氧化钽纳米球的方法 | |
CN114733540B (zh) | 一种纳米级碳包覆Mo-Mo2C的异质纳米粒子及其制备方法和应用 | |
CN108163876B (zh) | 一种纳米γ-Al2O3粉体的合成方法 | |
CN101857261A (zh) | 一种纳米Ce(OH)3粉末的制备方法 | |
CN102424417B (zh) | 一种溶胶-凝胶工艺低温制备稳定化钛酸铝超细粉体的方法及其制得的产品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |