CN113955779B - 一种干法制备高纯勃姆石的方法及高纯勃姆石 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种干法制备高纯勃姆石的方法及高纯勃姆石，制备方法包括以下步骤：S1.将第一铝源、第二铝源、铝盐添加剂或铝盐添加剂的溶液混合，并且加入或不加入水，控制原料中总共加入的水含量小于15wt％，其中，第一铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石中的一种或两种的混合；第二铝源为铝氧化合物；铝盐添加剂为无机铝盐、有机铝盐中的一种或两种的混合；S2.将步骤S1得到的混合物于高压釜中升温至170‑250℃，然后反应4‑60h，得到高纯勃姆石。该制备方法具有低能耗、低成本、易操作的优点，制备得到的勃姆石纯度高、形状规整、结晶度高、粒度可调、粒度分布窄。
Description
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种干法制备高纯勃姆石的方法及高纯勃姆石。
背景技术
勃姆石(γ-AlOOH，γ-Al2O3·H2O)又被称为软水铝石，是一种部分脱水的氢氧化铝。勃姆石外观为细小的白色晶体，属于正交晶系，具有层状结构；单一结构层内，氧离子(O2-)以立方密堆积排列在八面体的顶点，铝离子(Al3+)位于八面体的中央，氢氧根(OH-)位于层状结构的表面上，层与层之间由氢键连接。另外，勃姆石导热系数较高，热稳定性好，堆密度较低，并且热分解会释放出水蒸气，吸收大量热量，分解产生的Al2O3覆盖于基体表面，可延缓燃烧速率，达到阻燃效果。因其良好的微观组织及热稳定性，勃姆石广泛应用于陶瓷材料、半导体材料、涂覆材料、阻燃材料、催化剂及载体等领域；更为值得注意的是，由于勃姆石具有密度低、质地软、导热性好、和有机物相容性好等特点，使得勃姆石逐渐取代传统的Al2O3和TiO2等硬质材料用于锂电池隔膜涂覆；除此以外，使用勃姆石涂覆锂电池隔膜还能主动提升锂电池安全性能和能量密度，作为新能源电池电芯隔膜、极片涂覆材料的首选材料，勃姆石有非常广阔的应用前景。
勃姆石材料的特性往往因其粒径和形貌的变化而变化；从廉价易得的工业原料出发制备粒径小、且形貌各异的高纯勃姆石成为目前行业研究的重点。
在制备高纯勃姆石方面，主要依赖于直接使用价格高昂的无机、有机铝盐作铝源，原料成本极高，难以大规模生产。在勃姆石形貌控制方面，主要采取加入添加剂的形式控制形貌。有使用氯化镁作为添加剂，可通过控制原料液中氯化镁含量来控制勃姆石形貌，但产物中引入了镁离子，最终降低了勃姆石纯度；也有通过加入乙酸钠、磷酸钠、硝酸钠等碱金属盐作晶型调节剂来调节勃姆石晶体形态的方法，可以得到片状或颗粒状的勃姆石；但这些方法操作复杂，且使用大量碱金属盐和碱，洗涤废水多，且产品中金属杂质残留量高，往往不能满足实际需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种干法制备高纯勃姆石的方法及高纯勃姆石，该制备方法具有低能耗、低成本、易操作的优点，制备得到的勃姆石纯度高、形状规整、结晶度高、粒度可调、粒度分布窄。
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供一种干法制备高纯勃姆石的方法，包括以下步骤：
S1.将第一铝源、第二铝源、铝盐添加剂或铝盐添加剂的溶液混合，并且加入或不加入水，控制原料中总共加入的水含量小于15wt％，其中，所述第一铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石中的一种或两种的混合；所述第二铝源为铝氧化合物；所述铝盐添加剂为无机铝盐、有机铝盐中的一种或两种的混合；
S2.将步骤S1得到的混合物于高压釜中升温至170-250℃，然后反应4-60h，得到所述高纯勃姆石。
需要说明的是，本发明中，所述原料中总共加入的水含量指直接加入的水与铝盐溶液中水的总和。
本发明的干法制备高纯勃姆石的方法，采用氢氧化铝、拟薄水铝石加热转晶为勃姆石的方法。由于氢氧化铝、拟薄水铝石结晶水含量比勃姆石高，该转晶过程为脱水过程，利用氢氧化铝、拟薄水铝石转晶过程中的多余结晶水充当溶剂，在不加入水或加入少量水的条件下实现氢氧化铝、拟薄水铝石向勃姆石的转变；同时，还加入了铝氧化合物作为第二铝源，不同晶型的铝氧化合物的加入，可以调节控制勃姆石的粒径；还加入了铝盐添加剂，利用转晶过程中析出的水作为溶剂可溶解铝盐添加剂，铝盐添加剂的加入，可控制勃姆石形貌；最后，采用铝盐作为添加剂，而不采用其他离子，一方面，不引入其他金属离子，可提高勃姆石纯度，另一方面铝离子为+3价离子，高价铝离子更容易取代原料中的杂质离子，使杂质离子析出，并在后续的洗涤过程中被除去，可进一步提高勃姆石的纯度。因此，整个制备过程无需研磨，经加热转晶即可一步制备小粒径高纯勃姆石。
优选地，步骤S2中，将步骤S1得到的混合物于高压釜中升温至200-220℃，然后反应24-48h，得到所述高纯勃姆石。
优选地，所述第一铝源与所述第二铝源的质量比为1：(0.001-0.50)；
所述铝盐添加剂中铝元素与反应原料中总的铝元素的摩尔比为(0.001-0.30)：1。
进一步优选地，所述第一铝源与所述第二铝源的质量比为1：(0.05-0.20)；
所述铝盐添加剂中铝元素与反应原料中总的铝元素的摩尔比为(0.005-0.20)：1。
需要说明的是，所述反应原料中总的铝元素指第一铝源、第二铝源、铝盐添加剂中铝元素的总和。
其中，第二铝源可以为各种晶型的铝氧化物。
优选地，所述第二铝源为快脱粉、γ-氧化铝中的一种或两种的混合。
优选地，所述铝盐添加剂为无水氯化铝、氯化铝的水合物、无水硝酸铝、硝酸铝的水合物、无水硫酸铝、硫酸铝的水合物、异丙醇铝、仲丁醇铝、三乙醇铝中的一种或几种的混合。
其中，氯化铝的水合物包括但不限于六水氯化铝；硝酸铝的水合物包括但不限于九水硝酸铝；硫酸铝的水合物包括但不限于十八水合硫酸铝。
优选地，所述第一铝源为氢氧化铝，所述第二铝源为γ-氧化铝。
优选地，氢氧化铝的粒径为0.5-20μm。
进一步优选地，氢氧化铝的粒径为0.5-5μm。
其中，水为去离子水、蒸馏水、高纯水、反渗透水中的一种或几种的混合。
优选地，步骤S2中，升温速率为1-6℃/min。
优选地，步骤S2中还包括，在反应结束后进行洗涤、干燥。
优选地，所述洗涤采用水、无水乙醇、乙醇溶液中的一种或几种进行；
所述干燥的温度为100-150℃。
其中，水为去离子水、蒸馏水、高纯水、反渗透水中的一种或几种的组合；乙醇溶液可以为乙醇的各种不同浓度的溶液。
本发明的另一方面提供一种采用上述的干法制备高纯勃姆石的方法制备得到的高纯勃姆石。
优选地，所述高纯勃姆石的粒径为0.15-3.5μm，结晶度大于99％，纯度大于99.95％。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明的干法制备高纯勃姆石的方法，相比于传统的溶剂热、水热合成法，在不额外加入水，或加入少量水或水溶液的情况下制备勃姆石，极大地降低了制备过程中因加热溶剂而带来的能量消耗，大大降低了生产成本；且反应体系压力低，极大地降低了对生产设备的强度要求，大大降低了设备成本；同时，反应后没有高温高热的母液，非常方便后续过滤、洗涤等操作，大大降低了操作成本；
2.本发明的干法制备高纯勃姆石的方法，以氢氧化铝、快脱粉、拟薄水铝、γ-氧化铝等廉价工业产品作原料，进一步降低了原料成本；
3.本发明的干法制备高纯勃姆石的方法，使用有机、无机铝盐作添加剂进一步控制勃姆石形貌，可制备粒状、平行六面体状、片状、纤维状勃姆石，所有制得的勃姆石具有形状规整、结晶度高、以及粒度分布窄等优势，其中勃姆石边长0.15-3.5μm，勃姆石结晶度>99％；且采用铝盐不仅不会引入其它金属离子，还有利于取代、洗脱原料中的杂质阳离子，提升了产品纯度，勃姆石纯度≥99.95％；
4.本发明的干法制备高纯勃姆石的方法，整个制备过程无需研磨，一步加热转晶制备小粒径高纯勃姆石，勃姆石粒径0.15-3.5μm。
附图说明
图1是本发明实施例1得到的高纯粒状勃姆石的XRD图；
图2是本发明实施例1得到的高纯粒状勃姆石的SEM图；
图3是本发明实施例2得到的高纯平行六面体状勃姆石的SEM图；
图4是本发明实施例4得到的高纯纤维状勃姆石的SEM图；
图5是本发明实施例5得到的勃姆石的SEM图；
图6是本发明实施例6得到的勃姆石的SEM图；
图7是本发明实施例7得到的勃姆石的SEM图；
图8是本发明实施例8得到的勃姆石的SEM图；
图9是本发明实施例9得到的勃姆石的SEM图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所述的干法制备高纯勃姆石的方法，包括以下步骤：
S1.将350g粒径为5μm的氢氧化铝、50gγ-氧化铝、20g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应48h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到高纯粒状勃姆石。
如图1所示为本实施例得到的高纯粒状勃姆石的XRD图；如图2所示为本实施例得到的高纯粒状勃姆石的SEM图。
实施例2
本实施例所述的干法制备高纯勃姆石的方法，包括以下步骤：
S1.将380g拟薄水铝石、20g快脱粉、20g九水硝酸铝、20g水混合均匀；水含量为4.55wt％；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以5℃/min升温至200℃，然后保温反应24h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱130℃干燥，得到高纯平行六面体状勃姆石。
如图3所示为本实施例得到的高纯平行六面体状勃姆石的SEM图。
实施例3
本实施例所述的干法制备高纯勃姆石的方法，包括以下步骤：
S1.将380g粒径为5μm的氢氧化铝、20g快脱粉、20g异丙醇铝、30g水混合均匀；水含量为6.67wt％；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以6℃/min升温至220℃，然后保温反应32h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱120℃干燥，得到高纯片状勃姆石。
实施例4
本实施例所述的干法制备高纯勃姆石的方法，包括以下步骤：
S1.将370g粒径为2μm的氢氧化铝、30g拟薄水铝石、10g无水硫酸铝、5g仲丁醇铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至180℃，然后保温反应30h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱120℃干燥，得到高纯纤维状勃姆石。
如图4所示为本实施例得到的高纯纤维状勃姆石的SEM图。
实施例5
本实施例所述的干法制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，原料为280g粒径为5μm的氢氧化铝、120gγ-氧化铝、20g六水氯化铝。
S1.将280g粒径为5μm的氢氧化铝、120gγ-氧化铝、20g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应36h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到颗粒大小不均一的勃姆石。
如图5所示为本实施例得到的勃姆石的SEM图。
实施例6
本实施例所述的干法制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，原料为350g粒径为5μm的氢氧化铝、50gγ-氧化铝、2g六水氯化铝。
S1.将350g粒径为5μm的氢氧化铝、50gγ-氧化铝、2g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应48h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到颗粒粒径大小0.8-1.8μm的立方体状勃姆石。
如图6所示为本实施例得到的勃姆石的SEM图。
实施例7
本实施例所述的干法制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，原料为390g粒径为5μm的氢氧化铝、10gγ-氧化铝、2g六水氯化铝。
S1.将390g粒径为5μm的氢氧化铝、10gγ-氧化铝、2g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应48h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到颗粒粒径大小1.0-2.0μm的立方体状勃姆石。
如图7所示为本实施例得到的勃姆石的SEM图。
实施例8
本实施例所述的干法制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，原料为350g粒径为5μm的氢氧化铝、50g快脱粉、20g六水氯化铝。
S1.将350g粒径为5μm的氢氧化铝、50g快脱粉、20g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应48h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到高纯粒状勃姆石。
如图8所示为本实施例得到的勃姆石的SEM图。
实施例9
本实施例所述的干法制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，原料为350g粒径为5μm的氢氧化铝、50g拟薄水铝石、20g六水氯化铝。
S1.将350g粒径为5μm的氢氧化铝、50g拟薄水铝石、20g六水氯化铝混合均匀；
S2.将步骤S1得到的混合物装入1L的高压釜，以4℃/min升温至250℃，然后保温反应48h，反应结束后降温，然后过滤分离，用去离子水对滤饼进行洗涤，烘箱150℃干燥，得到高纯粒状勃姆石。
如图9所示为本实施例得到的勃姆石的SEM图。
对比例1
本对比例的制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，将20g六水氯化铝替换为20g硫酸钾。本对比例得到立方块状勃姆石。
对比例2
本对比例的制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，将20g六水氯化铝替换为20g硫酸镁。本对比例得到菱形片状勃姆石。
对比例3
本对比例的制备勃姆石的方法，与实施例1相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，将20g六水氯化铝替换为20g硫酸锌。本对比例得到立方块状勃姆石。
对比例4
本对比例的制备勃姆石的方法，与实施例2相比，制备步骤均相同，区别仅在于步骤S1中，将20g九水硝酸铝替换为16g硫酸镁。本对比例得到平行六面体状勃姆石。
上述各实施例及对比例所得的勃姆石的边长、结晶度、纯度、杂质离子含量如下表1所示。由下表可以看出，相比于对比例，本发明的干法制备勃姆石的方法制备得到的勃姆石具有形状规整、结晶度高、以及粒度分布窄等优势，其中勃姆石边长为0.15-3.5μm，勃姆石结晶度>99％，勃姆石纯度≥99.95％。其中，实施例1-4为优选的实施例，其第一铝源与第二铝源的质量比、铝盐中铝元素摩尔量占原料中总的铝摩尔量的比例在优选比值范围内勃姆石粒径更小，纯度更高；相比之下，实施例5、6、7与实施例1相比，区别仅为第一铝源与第二铝源的质量比、铝盐中铝元素摩尔量占原料中总的铝摩尔量的比例不同，不在优选范围值之内，制备得到的勃姆石粒度比实施例1的勃姆石大，杂质含量稍高；实施例8、9与实施例1相比，区别仅为第一铝源、第二铝源的选择不同，制备得到的勃姆石粒度比实施例1的勃姆石纯度低，杂质离子含量稍高，第一铝源优选氢氧化铝，第二铝源优选γ-氧化铝。
表1
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将第一铝源、第二铝源、铝盐添加剂或铝盐添加剂的溶液混合，并且加入或不加入水，控制原料中总共加入的水含量小于15wt％，其中，所述第一铝源为氢氧化铝、拟薄水铝石中的一种或两种的混合；所述第二铝源为铝氧化合物；所述铝盐添加剂为无机铝盐、有机铝盐中的一种或两种的混合；所述第二铝源为快脱粉、γ-氧化铝中的一种或两种的混合；所述第一铝源与所述第二铝源的质量比为1：(0.001-0.50)；所述铝盐添加剂中铝元素与反应原料中总的铝元素的摩尔比为(0.001-0.30)：1；所述铝盐添加剂为无水氯化铝、氯化铝的水合物、无水硝酸铝、硝酸铝的水合物、无水硫酸铝、硫酸铝的水合物、异丙醇铝、仲丁醇铝、三乙醇铝中的一种或几种的混合；
S2.将步骤S1得到的混合物于高压釜中升温至170-250℃，然后反应4-60h，得到所述高纯勃姆石。
2.根据权利要求1所述的干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于：
所述第一铝源为氢氧化铝，所述第二铝源为γ-氧化铝。
3.根据权利要求2所述的干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于：
氢氧化铝的粒径为0.5-20μm。
4.根据权利要求1所述的干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于：
步骤S2中，升温速率为1-6℃/min。
5.根据权利要求1所述的干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于：
步骤S2中还包括，在反应结束后进行洗涤、干燥。
6.根据权利要求5所述的干法制备高纯勃姆石的方法，其特征在于：
所述洗涤采用水、无水乙醇、乙醇溶液中的一种或几种进行；
所述干燥的温度为100-150℃。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07187666A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | ベーマイトの製造方法 |
| JP2003221227A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-05 | Kawai Sekkai Kogyo Kk | ベーマイトの製造方法 |
| WO2005051845A2 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-09 | Albemarle Netherlands B.V. | Hydrothermal process for the preparation of quasi-crystalline boehmite |
| CN102249270A (zh) * | 2011-05-16 | 2011-11-23 | 蚌埠鑫源石英材料有限公司 | 一种干法制备大粒径勃姆石的方法 |
| CN102701244A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-03 | 泰山医学院 | 一种调控勃姆石形貌的方法及装置 |
| CN105836770A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 中国铝业股份有限公司 | 一种耐高温勃姆石的制备方法 |
| CN113479919A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-10-08 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种低电导率勃姆石及其制备方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07187666A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Sumitomo Chem Co Ltd | ベーマイトの製造方法 |
| JP2003221227A (ja) * | 2002-01-29 | 2003-08-05 | Kawai Sekkai Kogyo Kk | ベーマイトの製造方法 |
| WO2005051845A2 (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-09 | Albemarle Netherlands B.V. | Hydrothermal process for the preparation of quasi-crystalline boehmite |
| CN102249270A (zh) * | 2011-05-16 | 2011-11-23 | 蚌埠鑫源石英材料有限公司 | 一种干法制备大粒径勃姆石的方法 |
| CN102701244A (zh) * | 2012-07-02 | 2012-10-03 | 泰山医学院 | 一种调控勃姆石形貌的方法及装置 |
| CN105836770A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 中国铝业股份有限公司 | 一种耐高温勃姆石的制备方法 |
| CN113479919A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-10-08 | 安徽壹石通材料科技股份有限公司 | 一种低电导率勃姆石及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 不同形貌纳米薄水铝石的水/溶剂热合成及其催化应用;李广慈等;《化工进展》;20100705(第07期);第1218-1219页第1.2.3 * |
Also Published As
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