CN111392752B - 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用 - Google Patents

亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111392752B
CN111392752B CN202010258794.7A CN202010258794A CN111392752B CN 111392752 B CN111392752 B CN 111392752B CN 202010258794 A CN202010258794 A CN 202010258794A CN 111392752 B CN111392752 B CN 111392752B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heating
aluminum hydroxide
slurry
filter cake
acid
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
Application number
CN202010258794.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111392752A (zh
Inventor
李敏
裴广斌
吴建华
尚兴记
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Luoyang Zhongchao New Material Shares Co ltd
Original Assignee
Luoyang Zhongchao New Material Shares Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Luoyang Zhongchao New Material Shares Co ltd filed Critical Luoyang Zhongchao New Material Shares Co ltd
Priority to CN202010258794.7A priority Critical patent/CN111392752B/zh
Publication of CN111392752A publication Critical patent/CN111392752A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111392752B publication Critical patent/CN111392752B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/021—After-treatment of oxides or hydroxides
    • C01F7/023—Grinding, deagglomeration or disintegration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及氧化铝粉体的制备领域，公开了一种亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用。其中，该方法包括：(1)将工业氢氧化铝、表面活性剂和水混合制备的第一浆料进行水热反应，并将所得产物经抽滤后得到滤饼；(2)将所述滤饼进行酸洗，抽滤得到氢氧化铝滤饼；(3)将所述氢氧化铝滤饼和水配制成第二浆料，经喷雾干燥、焙烧、研磨处理，得到纯度高以及球形度高的球形α‑Al2O3。

Description

亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及氧化铝粉体的制备领域，具体涉及一种亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用。
背景技术
随着高精尖技术的不断发展，具有强度高、稳定性好等优点的氧化铝被广泛的用于精密加工制造等工业，尤其是在机械抛光，透明陶瓷等领域中倍受青睐。由于氧化铝的形貌、粒度及粒度分布、纯度对其应用影响很大。因此，关于高纯亚微米球形氧化铝的制备也成了人们研究的热点。
目前常用的亚微米球形氧化铝的制备方法主要有：加压水解法、微乳液法、气相法、爆轰法、机械研磨、水热-煅烧法等。
宁桂玲等人发表“异丙醇铝加压水解合成亚微米级球形氧化铝粉”(无机盐工业：2007年11月：39卷：12-14)，采用异丙醇铝加压水解的方法合成了0.4-1.2μm的球形氧化铝；但原料成本太高，很难实现工业化生产。
微乳液法和爆轰法也面临着工业化难的问题，主要原因包括：对生产设备要求较高，生产工艺难控制，产量低，生产成本高等问题。
陈燕玉等人发表“气相氧化铝的制备方法及应用前景”(广东化工，2014，7月42期：14-19)，采用气相法生产亚微米球形氧化铝，将其作为功能材料添加在涂料中，但由于生产工艺成本高和得率偏低导致产品售价在100-200元/kg。
朱玲玲，刘洛强，张星等人发表“高能球磨预处理工业氧化铝制备亚微米α-Al2O3形貌的影响”(耐火材料，2018年6月，p.401-405)，采用机械研磨法的生产成本虽然低，但很难得到粒度分布窄、球形度高、纯度高的亚微米级氧化铝。
水热-煅烧法是通过调变反应条件控制氧化铝前驱体的粒度、形貌和分散性，将氧化铝前驱体煅烧转变成α-Al2O3。
王洁等人(硕士毕业论文：王洁；纳米氧化铝的制备及改性，2016，北京化工大学)采用硫酸铝和NaOH为原料，采用水热法制备氧化铝前驱体，再在马弗炉中煅烧后得到纳米。但该方法不仅原料价格高，而且体系中的硫酸根离子、Na+的后处理导致生产成本较高。
CN104556176A公开了一种氧化铝纳米颗粒的制备方法，采用铝盐做原料，通过沉淀-水热-焙烧的过程制备氧化铝纳米颗粒；但由于铝盐成本较高导致难以量化生产和大批量应用于工业中。
CN1286725C公开了高纯氧化铝粉体的制备方法，将氢氧化铝溶成铝酸钠溶液进行除杂处理，然后添加晶种进行种子碳酸化分解制取高纯氢氧化铝，在高纯氢氧化铝中除钠后水热得到高纯一水软铝石-焙烧得到高纯氧化铝；但是未对氧化铝粒度分布和形貌进行控制，且成本高。
因此，研究和开发一种低成本的α-Al2O3的制备方法以及制备出纯度高，球形度高的α-Al2O3具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的亚微米球形氧化铝的制备方法中存在成本高，以及很难制得粒度分布窄、球形度高、纯度高的亚微米球形氧化铝的缺陷问题，提供一种亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用。该方法可采用价格低廉的工业氢氧化铝制备高纯度、高球形的α-Al2O3。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种制备亚微米球形α-Al2O3的方法，其中，该方法包括：
(1)将工业氢氧化铝、表面活性剂和水混合制备的第一浆料进行水热反应，并将所得产物经抽滤后得到滤饼；
(2)将所述滤饼进行酸洗，抽滤得到氢氧化铝滤饼；
(3)将所述氢氧化铝滤饼和水制成的第二浆料，进行喷雾干燥、焙烧、研磨处理，得到亚微米球形α-Al2O3。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的亚微米球形α-Al2O3。
本发明第三方面提供了前述所述的亚微米球形α-Al2O3在透明陶瓷、电子陶瓷器件和化学抛光中的应用。
通过上述技术方案，本发明以价格低廉的工业氢氧化铝为原料，采用水热-酸洗-焙烧过程制备高纯亚微米球形α-Al2O3。工业氢氧化铝通过水热反应，其形状和粒度更加均一。另外，由于水热过程伴随着颗粒的细化，颗粒间隙增大使夹杂的的杂质易溶出；此时对其进行酸洗，杂质易洗掉，进而，焙烧得到的亚微米α-Al2O3的球形度高、粒度分布窄、纯度高，且生产成本低、易于产业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的亚微米球形α-Al2O3的SEM图；
图2为实施例1制备的亚微米球形α-Al2O3的XRD图；
图3为实施例2制备的亚微米球形α-Al2O3的SEM图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种制备亚微米球形α-Al2O3的方法，其中，该方法包括：
(1)将工业氢氧化铝、表面活性剂和水混合制备的第一浆料进行水热反应，并将所得产物经抽滤后得到滤饼；
(2)将所述滤饼进行酸洗，抽滤得到氢氧化铝滤饼；
(3)将所述氢氧化铝滤饼和水制成第二浆料，经喷雾干燥、焙烧、研磨处理，得到亚微米球形α-Al2O3。
根据本发明，所述工业氢氧化铝可以选用本公司自己生产的工业氢氧化铝，价格低廉，在本发明中，所述工业氢氧化铝中氧化铝含量不小于64.5％，灼减不大于35％，SiO2含量不大于0.02％，Fe2O3含量不大于0.02％，Na2O含量不大于0.4％，氢氧化铝的附着水小于14％。
根据本发明，所述表面活性剂选自聚乙二醇、丁醇、甘油和己醇中的一种或多种；优选地，所述表面活性剂选自聚乙二醇；其中，聚乙二醇选自聚合度为1000(标记PEG-1000)的聚乙二醇、聚合度为6000(标记PEG-6000)的聚乙二醇和聚合度为10000(标记PEG-10000)的聚乙二醇中的一种或多种。在本发明中，所述表面活性剂通过商购获得，例如，购自江苏省海安化工厂。
根据本发明，在步骤(1)中，以所述第一浆料的总重量为基准，所述第一浆料中所述工业氢氧化铝的含量为5-50重量％，所述表面活性剂的含量为0.02-2重量％；优选地，以所述第一浆料的总重量为基准，所述第一浆料中所述工业氢氧化铝的含量为15-45重量％，所述表面活性剂的含量为0.15-0.25重量％；更优选地，以所述第一浆料的总重量为基准，所述工业氢氧化铝的含量为25-30重量％，所述表面活性剂的含量为0.16-0.2重量％。
根据本发明，在步骤(1)中，所述水热反应的条件包括：温度为60-150℃，优选为70-110℃；时间为2-16h，优选为2-12h，更优选为3-6h。
根据本发明，所述水热反应在高压反应釜中进行，所述高压反应釜可购自西安安泰仪器科技有限公司，型号为FCF-5L。
根据本发明，在步骤(2)中，所述酸洗使用酸的水溶液，所述酸选自醋酸、酒石酸和苯甲酸中的一种或多种；优选地，所述酸为醋酸。在本发明中，所述酸的水溶液的浓度为3-8重量％。另外，在本发明中，所述酸可以通过商购获得，例如，购自山东卡尔森化工有限公司。
醋酸，也叫乙酸，其中，醋酸浓度为36-38％，化学式CH3COOH，是一种有机一元酸。
酒石酸(tartaric acid)，即，2,3-二羟基丁二酸，是一种羧酸。
苯甲酸，又称安息香酸，分子式为C6H5COOH，是苯环上的一个氢被羧基(-COOH)取代形成的化合物。
根据本发明，所述酸洗的条件包括：温度为55-65℃，时间为30-45min；优选地，温度为58-63℃，时间为35-40min。
根据本发明，采用所述酸将所述氧化铝前驱体滤饼进行酸洗，再用去离子水冲洗滤饼至滤液的pH>4，优选地，滤液的pH为4-6.5。
根据本发明，采用所述酸进行洗涤不仅能洗掉原料氢氧化铝中夹杂的碱金属离子而且能提高氧化铝前驱体表面Zeta点位提高氧化铝前驱体的分散性。另外，由于水热过程伴随着晶相转变，晶体间隙增大，夹在晶体间的杂质易溶出；此时对其进行酸洗，杂质易洗掉。
根据本发明，在步骤(3)中，所述焙烧采用多段升温焙烧的方法：
(a)以2-5℃/min的升温速率从室温升温至180-220℃的T1温度并保持0.3-0.8h；
(b)以1-5℃/min的升温速率从T1温度升温至380-430℃的T2温度并保持0.3-0.8h；
(c)以2-7℃/min的升温速率从T2温度升温至550-650℃的T3温度并保持0.3-0.8h；
(d)以2-7℃/min的升温速率从T3温度升温至900-950℃的T4温度并保持0.3-0.8h；
(e)以7-9℃/min的升温速率从T4温度升温至1150-1280℃的T5温度并保持3-10h。
优选地，所述焙烧的方法包括：
(a)以2-5℃/min的升温速率从室温升温至190-210℃的T1温度并保持0.4-0.6h；
(b)以2-5℃/min的升温速率从T1温度升温至380-420℃的T2温度并保持0.4-0.6h；
(c)以2-7℃/min的升温速率从T2温度升温至580-620℃的T3温度并保持0.4-0.6h；
(d)以2-7℃/min的升温速率从T3温度升温至920-940℃的T4温度并保持0.4-0.6h；
(e)以7-9℃/min的升温速率从T4温度升温至1150-1250℃的T5温度并保持4-8h。
更优选地，所述焙烧的方法包括：
(a)以2-5℃/min的升温速率从室温升温至200℃并保持0.5h；
(b)以2-5℃/min的升温速率从200℃升温至400℃并保持0.5h；
(c)以2-7℃/min的升温速率从400℃升温至600℃并保持0.5h；
(d)以2-7℃/min的升温速率从600℃升温至930℃并保持0.5h；
(e)以7-9℃/min的升温速率从930℃升温至1150-1200℃保持4-8h。
根据本发明，在步骤(3)中，以所述第二浆料的总重量为基准，所述第二浆料中所述氢氧化铝滤饼的含量为25-75重量％；优选地，以所述第二浆料的总重量为基准，所述第二浆料中所述氢氧化铝滤饼的含量为35-60重量％。
根据本发明，该方法还包括：在步骤(3)中，将所述第二浆料进行喷雾干燥处理，以及将经所述焙烧处理后的产物进行研磨处理；
其中，所述研磨为球磨和/或气流磨。
根据本发明，所述喷雾干燥采用离心式喷雾器，所述喷雾干燥的条件包括：入口温度为340-360℃，优选为350℃，出口温度为100-140℃，离心喷雾器转速为35-45rpm。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的亚微米球形α-Al2O3。
根据本发明，所述亚微米球形α-Al2O3的粒度介于0.1-1μm之间，例如，可以为0.5-0.8μm、0.4-0.8μm、0.3-0.7μm、0.3-0.8μm以及0.4-1μm之间。
所述亚微米球形α-Al2O3的纯度大于95％，其中，Na含量为100-131ppm，Fe含量为46-56ppm，以及球形度介于0.42-0.49之间。
本发明第三方面提供了一种前述所述的亚微米球形α-Al2O3在透明陶瓷、电子陶瓷器件和化学抛光中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
(1)根据US8021451B2采用公式I25.6/(I25.6+I46)计算产物中的亚微米球形α-Al2O3的含量；
(2)根据US6569519B2采用公式A＝[(110)+(300)]/[2*(116)]评价样品中晶粒的球形度，A＝0.4-0.5说明样品的球形度高。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的亚微米球形α-Al2O3。
(1)将1070g工业氢氧化铝(其中，平均粒度为1.5μm，纯度>99％)，6gPEG-6000和2500g去离子水搅拌均匀后，将得到的第一浆料倒入5L高压反应釜中密封后置于90℃鼓风干燥箱中保温6h进行水热反应，自然冷却；将反应釜内的浆料抽滤后，得到滤饼；
(2)在温度为60℃条件下用3％的醋酸溶液洗涤该滤饼至滤液pH为6；
(3)将(2)酸洗后的氢氧化铝滤饼与去离子水混合搅拌成均一的第二浆料，该第二浆料中的氢氧化铝含量为25wt％，在进口温度为350℃，出口温度为120℃，离心雾化器在转速为40rps的条件下进行喷雾干燥得到粉体，置于坩埚中焙烧：
以2℃/min从室温升温至200℃并保持0.5h；
以5℃/min从200℃升温至400℃并保持0.5h；
以5℃/min从400℃升温至600℃并保持0.5h；
以7℃/min从600℃升温至930℃并保持0.5h；
以7℃/min从930℃升温至1150℃并保持12h后，自然冷却即得亚微米球形α-Al2O3。
由图1可知，亚微米球形α-Al2O3的粒度分布比较集中，主要分布在0.5-0.8μm。
由表1的ICP数据结果可知：Na、Fe含量分别为106.49ppm和46.31ppm，远远低于其作为导热材料，锂电隔膜涂层等应用时的工艺要求。
采用减量法计算，产物亚微米球形α-Al2O3中Al2O3含量为99.94％，可将其归为高纯氧化铝。
表1
Figure BDA0002438489840000081
根据US8021451B2采用公式I25.6/(I25.6+I46)计算产物中的亚微米球形α-Al2O3的含量。
由图2XRD谱图知，α-Al2O3的含量＝I25.6/(I25.6+I46)＝0.978，产物中亚微米球形α-Al2O3的含量远大于0.95。
由US6569519B2采用公式A＝[(110)+(300)]/[2*(116)]评价样品中晶粒的球形度，A＝0.4-0.5之间说明样品的球形度高。
由图2的XRD谱图计算A＝0.47，说明实施例1所得亚微米球形α-Al2O3的球形度较高。
实施例2
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的球形α-Al2O3。
(1)将900g工业氢氧化铝(其中，平均粒度为1.5μm，纯度>99％)，6g己醇和2500g去离子水搅拌均匀后，将得到的第一浆料倒入5L高压反应釜中密封后置于110℃鼓风干燥箱中保温3h进行水热反应，自然冷却；将反应釜内的浆料抽滤后，得到滤饼；
(2)在温度为58℃条件下用3％的醋酸溶液洗涤该滤饼至滤液pH为6；
(3)将(2)酸洗后的氢氧化铝滤饼与去离子水混合搅拌成均一的第二浆料，该第二浆料中的固体含量为45wt％，在进口温度为350℃，出口温度为120℃，离心雾化器在转速为50rps的条件下进行喷雾干燥得到粉体，置于坩埚中焙烧：
以2℃/min从室温升温至200℃并保持0.5h；
以5℃/min从200℃升温至400℃并保持0.5h；
以5℃/min从400℃升温至600℃并保持0.5h；
以7℃/min从600℃升温至930℃并保持0.5h；
以3℃/min从930℃升温至1150℃并保持8h后，自然冷却即得亚微米球形α-Al2O3。
其扫描电镜照片如图3所示，由图3可知，所得产品为球形，其粒度窄，在0.2-0.5μm。
另外，按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
实施例3
本实施例在于说明采用本发明的方法制备的球形α-Al2O3。
(1)将800g工业氢氧化铝(其中，平均粒度为1.5μm，纯度>99％)，4gPEG-1000和2500g去离子水搅拌均匀后，将得到的第一浆料倒入5L高压反应釜中密封后置于90℃鼓风干燥箱中保温4h进行水热反应，自然冷却；将反应釜内的浆料抽滤后，得到滤饼；
(2)在温度为60℃条件下用5％的醋酸溶液洗涤该滤饼至滤液pH为6：
(3)将(2)酸洗后的氢氧化铝滤饼与去离子水混合搅拌成均一的第二浆料，该第二浆料中的固体含量为30wt％，在进口温度为350℃，出口温度为140℃，离心雾化器在转速为40rps的条件下进行喷雾干燥得到粉体，置于坩埚中焙烧：
以5℃/min从室温升温至200℃并保持0.5h；
以5℃/min从200℃升温至400℃并保持0.5h；
以5℃/min从400℃升温至600℃并保持0.5h；
以7℃/min从600℃升温至930℃并保持0.5h；
以2℃/min从930℃升温至1200℃并保持5h后，自然冷却即得亚微米球形α-Al2O3。
另外，按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
实施例4
按照与实施例1相同的方法制备亚微米球形α-Al2O3，所不同之处在于：在步骤(1)中，以所述第一浆料的总重量为基准，所述工业氢氧化铝为30重量％，所述表面活性剂PEG-6000为0.35重量％，余量为水；
以及用3％的醋酸洗涤该滤饼至滤液pH为6；
另外，步骤(2)中第二浆料，以所述第二浆料的总重量为基准，所述工业氢氧化铝为50重量％，而后喷雾干燥、焙烧后的产物进行球磨处理。
另外，按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
实施例5
按照与实施例1相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：在步骤(1)中，以所述第一浆料的总重量为基准，所述工业氢氧化铝为30重量％，所述表面活性剂PEG-6000为0.2重量％，余量为水；
以及用3％的醋酸洗涤该滤饼至滤液pH为6；
另外，按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
对比例1
按照与实施例1的方法相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：没有进行酸洗步骤。
按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
对比例2
按照与实施例1的方法相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：在步骤(3)中，第二浆料，以第二浆料的总质量为基准，氢氧化铝的含量为15％。
按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
对比例3
按照与实施例1的方法相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：所述水热处理的条件包括：温度为50℃，时间为60min。
按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
对比例4
按照与实施例1的方法相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：将步骤(2)酸洗后的氢氧化铝滤饼直接焙烧，没有经过二次制成浆料-喷雾干燥处理。
按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
对比例5
按照与实施例1的方法相同的方法制备球形α-Al2O3，所不同之处在于：在步骤(3)中，所述焙烧没有采用分段焙烧的方法，而是在1200℃焙烧4h。
按照与实施例1相同的方法进行测试，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002438489840000121
Figure BDA0002438489840000131
通过表1的结果可以看出，本发明的实施例1-5采用廉价的工业氢氧化铝为原料，经水热-酸洗-喷雾干燥-焙烧过程，制备的球形α-Al2O3纯度高以及球形度高。
而对比例1-5，没有采用本发明的技术方案，得到的α-Al2O3的纯度、含量和球形度均相对于实施例1-5差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种制备亚微米球形α-Al2O3的方法，该方法包括：
(1)将工业氢氧化铝、表面活性剂和水混合制备的第一浆料进行水热反应，水热反应为70-110℃；时间为2-16h并将所得产物经抽滤后得到滤饼；
(2)将所述滤饼进行酸洗，酸洗温度为55-65℃，使用的酸选自醋酸、酒石酸和苯甲酸中的一种或多种，抽滤得到氢氧化铝滤饼；
(3)将所述氢氧化铝滤饼和水制成第二浆料，经喷雾干燥、焙烧、研磨处理，得到亚微米球形α-Al2O3，所述焙烧采用多段升温焙烧的方法：
(a)以2-5℃/min的升温速率从室温升温至180-220℃的T1温度并保持0.3-0.8h；
(b)以1-5℃/min的升温速率从T1温度升温至380-430℃的T2温度并保持0.3-0.8h；
(c)以2-7℃/min的升温速率从T2温度升温至550-650℃的T3温度并保持0.3-0.8h；
(d)以2-7℃/min的升温速率从T3温度升温至900-950℃的T4温度并保持0.3-0.8h；
(e)以7-9℃/min的升温速率从T4温度升温至1150-1200℃的T5温度并保持3-10h。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工业氢氧化铝的平均粒度小于5μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤(1)中，以所述第一浆料的总重量为基准，所述第一浆料中所述工业氢氧化铝的含量为5-50重量％，所述表面活性剂的含量为0.02-2重量％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述酸洗采用酸的水溶液，其浓度为3-8重量％，酸洗时间为30-45min。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面活性剂选自聚乙二醇、丁醇、甘油和己醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，以所述第二浆料的总重量为基准，所述第二浆料中所述氢氧化铝滤饼的含量为25-75重量％。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述研磨为球磨和/或气流磨。
CN202010258794.7A 2020-04-03 2020-04-03 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用 Active CN111392752B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010258794.7A CN111392752B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010258794.7A CN111392752B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111392752A CN111392752A (zh) 2020-07-10
CN111392752B true CN111392752B (zh) 2022-11-25

Family

ID=71425967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010258794.7A Active CN111392752B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111392752B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112745105B (zh) * 2020-12-24 2022-06-14 深圳技术大学 一种高烧结活性氧化铝陶瓷粉体及其制备方法
CN112456527A (zh) * 2021-01-06 2021-03-09 昆明冶金研究院有限公司 一种球形氧化铝的制备方法
CN112980334B (zh) * 2021-03-03 2021-12-31 杭州智华杰科技有限公司 一种提高氧化铝抛光粉悬浮性的方法
CN113174147A (zh) * 2021-04-12 2021-07-27 华南理工大学 一种亚微米级类球形氧化锌颗粒及其制备方法
CN115678105B (zh) * 2022-11-11 2023-08-15 广州从化兆舜新材料有限公司 一种导热填料和热界面材料及其制备方法
CN116535196A (zh) * 2023-05-23 2023-08-04 长沙华脉新材料有限公司 一种氧化铝陶瓷的制备方法与应用
CN117800372A (zh) * 2024-01-03 2024-04-02 宁波国锋新材料科技有限公司 一种高纯纳米类球形氧化铝及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102020302A (zh) * 2010-12-15 2011-04-20 中国铝业股份有限公司 一种降低氢氧化铝中钠含量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111392752A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111392752B (zh) 亚微米球形氧化铝及其制备方法和应用
CN110357135B (zh) 一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法
CN106866142B (zh) 纳米级高纯二氧化锆复合粉体的生产方法
CN101182207B (zh) 一种含氧化钇的喷涂粉末及其制备方法
CN106517273B (zh) 一种制备低钠勃姆石的生产工艺
CN112758968B (zh) 氧化铝前驱体及其制备方法、亚微米氧化铝及其制备方法
CN101575110A (zh) 一种氧化铝粉体的制备方法
CN102020302A (zh) 一种降低氢氧化铝中钠含量的方法
CN102659149A (zh) 单分散高纯α-Al2O3粉的制备方法
CN113371747B (zh) 一种片状结构勃姆石的制备方法和勃姆石的应用
CN109721357A (zh) 一种单分散粒度可控的纳米钇稳定的氧化锆粉末及其制备方法和应用
CN113479918B (zh) 一种纳米球形α-氧化铝粉体制备方法
CN103570049B (zh) 完全分散的α氧化铝纳米颗粒的制备方法
CN109516482B (zh) 一种不同形貌勃姆石粉体的制备方法
CN114477969A (zh) 一种用于陶瓷管的高纯超细氧化铝的制备方法
CN112338197B (zh) 一种基于水热法制备超细球形钨粉的方法
CN108609652A (zh) 一种利用熔盐制备二氧化锆纳米粉体的方法
CN115784282A (zh) 一种勃姆石的制备方法
CN109553121A (zh) 一种高纯低钠氢氧化铝的制备方法
CN111574215B (zh) 一种制备钇铝石榴石粉的方法
CN113772712A (zh) 一种纳米氧化钇粉体的合成方法
CN108217704B (zh) 一种γ氧化铝纳米粉体的水热制备方法
CN112456527A (zh) 一种球形氧化铝的制备方法
CN115196658B (zh) 一种通过自催化快速制备的高纯氧化铝粉体及方法
CN117843005B (zh) 一种纳米二氧化硅粉体的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant