CN114873618B - 纳米级勃姆石及其制备方法、应用 - Google Patents

纳米级勃姆石及其制备方法、应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114873618B
CN114873618B CN202210546353.6A CN202210546353A CN114873618B CN 114873618 B CN114873618 B CN 114873618B CN 202210546353 A CN202210546353 A CN 202210546353A CN 114873618 B CN114873618 B CN 114873618B
Authority
CN
China
Prior art keywords
boehmite
gamma
particle size
slurry
temperature
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
CN202210546353.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114873618A (zh
Inventor
叶青
王武平
邵长波
李桂梅
陈志强
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.)
Zouping Hengjia New Material Technology Co ltd
Original Assignee
Zouping Hengjia New Material Technology 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 Zouping Hengjia New Material Technology Co ltd filed Critical Zouping Hengjia New Material Technology Co ltd
Publication of CN114873618A publication Critical patent/CN114873618A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114873618B publication Critical patent/CN114873618B/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
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/141—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent
    • C01F7/142—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent with carbon dioxide
    • 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
    • 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
    • C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
    • C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
    • 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
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • 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
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本申请公开了一种纳米级勃姆石的制备方法，涉及材料技术领域，包括以下步骤：1)将氢氧化铝细粉焙烧成具有微裂纹的γ相氧化铝；2)获得含有所述γ相氧化铝和水的浆液，在所述浆液中，水和γ相氧化铝的质量比为(5～10)：1；将所述浆液置于温度为150～240℃、压力为0.50～3.30Mpa的反应环境中，保温1～5小时，即得纳米级勃姆石。本发明通过协同调控γ相氧化铝和水的质量比、以及获得的浆液在高温高压反应环境中的反应条件，用以在水热逆反应的时候勃姆石晶格能从γ相氧化铝的微裂纹处生长，制备得到的纳米级勃姆石具有平均粒度小、粒度分布窄、形貌均一、纯度高的特点。

Description

纳米级勃姆石及其制备方法、应用
技术领域
本申请涉及材料技术领域，尤其涉及一种纳米级勃姆石及其制备方法、应用。
背景技术
勃姆石(AlOOH)是γ-氧化铝的一种前驱体，以其独特的化学、光学、力学性质在陶瓷材料、复合材料、表面防护层材料、光学材料、催化剂及载体材料、半导体材料及涂料等领域得到广泛的应用。勃姆石具有密度低、硬度小、吸附水少、层状结构等自身优势，使其成为锂离子电池的优质隔离膜涂覆材料；随着电池轻量化的进程加速，对超细纳米级勃姆石的需求会逐步加大。
现有的纳米级勃姆石制备多采用六水氯化铝、九水硝酸铝等铝盐水解，但水解过程中阴离子会对设备造成腐蚀，同时其副产物盐类会污染环境，还需要对副产物进行特殊处理；而采用有机醇铝法，则存在成本高，不利于产业化等问题。
目前，可以实现规模化、批量产业化的方式是以氢氧化铝为原料，通过水热法制备勃姆石，但直接采用水热法制备得到的勃姆石的粒度偏大，平均粒度D50在0.8～15um左右，制备不出D50在0.5um以下的超细勃姆石。
发明内容
本申请实施例提供一种纳米级勃姆石及其制备方法、应用，能够解决现有的直接采用水热法制备得到的勃姆石的平均粒度偏大的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种纳米级勃姆石的制备方法，包括以下步骤：
1)将氢氧化铝细粉焙烧成具有微裂纹的γ相氧化铝；
2)获得含有所述γ相氧化铝和水的浆液，在所述浆液中，水和γ相氧化铝的质量比为(5～10)：1；
将所述浆液置于温度为150～240℃、压力为0.50～3.30Mpa的反应环境中，保温1～5小时，即得纳米级勃姆石。
本发明采用伽马氧化铝逆向反应制备纳米级勃姆石，首先是将氢氧化铝细粉在低温下焙烧(500～800℃)，脱水过程中产生具有大量微裂纹的γ相氧化铝，具有微裂纹的所述γ相氧化铝在水热逆反应的时候，勃姆石晶格能从微裂纹处生长，从而实现微纳米和纳米级的勃姆石制备。
本发明通过协同调控步骤2)的所述浆液中水和γ相氧化铝(γ-Al2O3)的质量比、以及高温高压反应环境中的反应条件，用以在水热逆反应的时候，勃姆石晶格能从γ相氧化铝的微裂纹处生长，且制备得到的纳米级勃姆石具有平均粒径小、粒度分布窄、形貌均一且纯度高的特点。
可选地，步骤1)中，所述氢氧化铝细粉的平均粒径为20～50μm。选用平均粒径为20～50μm的氢氧化铝细粉作为反应原料，一方面是因为上述的粒度分布相对集中，方便后续焙烧的控制，用以制备出相同大小的微裂纹，为后续勃姆石生长提供条件；另一方面，若是颗粒大小不同，则传热速率不同，若粒度分布过宽，微裂纹就会不均匀，导致勃姆石大小不一，不能制备得到粒径分布窄的纳米级勃姆石。
可选地，步骤1)中，所述焙烧的温度为500～800℃，焙烧时间为0.5～1h。
焙烧温度在500～800℃使得γ相氧化铝产生的微裂纹合适，适于勃姆石的生长；低于(＜500℃)或者高于(＞500℃)这个温度范围，γ相氧化铝上的微裂纹都会收缩，不利于勃姆石生长。
同时，在控制焙烧温度的基础上，进一步限定焙烧时间为0.5～1h，短于(＜0.5h)或者长于(＞1h)这个时间范围，也不利于γ相氧化铝上合适微裂纹的产生。
可选地，步骤1)中，氢氧化铝细粉是由铝酸钠溶液通过碳分法制备得到；
所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为70～160g/L，所述铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.3～1.6，所述铝酸钠溶液碳分前的初始温度为15～30℃，且其碳分后的终止温度为60～80℃，分解率为80～95％。
可选地，步骤2)中，所述浆液的制备方法包括：
将水和所述γ相氧化铝按照质量比为(5～10)：1混合，然后湿磨成γ相氧化铝平均粒径为1.0～5.0μm的浆液。
低温焙烧后生成的具有大量微裂纹的所述γ相氧化铝松散易磨，加水后湿磨的作用一方面是为了增强γ-Al2O3的分散性，另一方面用以使制备得到的纳米级勃姆石的平均粒度更小。
优选地，步骤2)中，反应条件为：
水和γ相氧化铝的质量比为(8～10)：1；
温度为190～210℃；
压力为1.25～1.90Mpa；
保温时间为1～3小时；以及，
浆液中的γ相氧化铝平均粒径为1.0～1.5μm。
通过进一步优化步骤2)的所述浆液中水和γ相氧化铝的质量比以及反应条件，并且控制所述浆液中γ相氧化铝的平均粒径在1.0～1.5μm之间，用以进一步优化制备得到的纳米级勃姆石的平均粒度，可以制备得到平均粒度D50在500nm以下的超细勃姆石，尤其是平均粒度D50在200nm左右的超细勃姆石。
可选地，所述纳米级勃姆石在所述γ相氧化铝的微裂纹中析出。
具体地，所述γ相氧化铝的微裂纹中析出氢氧化铝颗粒，所述氢氧化铝颗粒继而转变为勃姆石晶粒。
氢氧化铝细粉在低温焙烧、脱水过程中会产生具有大量微裂纹的γ相氧化铝，所述γ相氧化铝和水混合的浆液在高温高压的反应环境中，由于水热逆反应，γ相氧化铝的微裂纹处会析出氢氧化铝颗粒，所述氢氧化铝颗粒在高温高压的反应环境中会进一步转变为勃姆石晶粒，从而实现微纳米和纳米级的勃姆石制备；
勃姆石生成机理包括：(1)Ostwald熟化；Ostwald熟化是指溶液中产生的较小的颗粒因曲率较大，能量较高，所以会逐渐溶解到周围的介质中，随后会在较大的颗粒表面重新析出，这使得较大的颗粒进一步增大；(2)溶解-再结晶；当溶解的金属离子和氢氧根的浓度一旦超过了其溶度积所允许的值时，由过饱和状态引发的体系内部快速成核，将导致非晶相Al(OH)3颗粒的形成。由于小颗粒具有大的表面积，Ostwald熟化过程以相对较小颗粒(氢氧化铝颗粒)的溶解为代价，换来较大颗粒(勃姆石晶粒)的进一步成长，并自发组装成菱形，以此减少体系总的表面能。早期形成的非晶型球形沉淀颗粒(即氢氧化铝颗粒)是亚稳态且易溶解的，由于过饱和度会随着周围物质的消耗而下降，体系结晶速度的降低，有利于形成在热力学上较为稳定的难溶型晶型沉淀即菱形的勃姆石晶粒。
可选地，所述纳米级勃姆石为勃姆石晶粒或勃姆石晶粒聚集而成的勃姆石团聚体。
可选地，所述纳米级勃姆石的平均粒度为100～3000nm。
优选地，所述纳米级勃姆石的平均粒度为150～200nm。
可选地，步骤2)中，纳米级勃姆石是通过将反应产物经压滤、洗涤和干燥后得到的。
所述压滤、洗涤和干燥步骤均为现有技术的常规工艺，尤其是在压滤阶段采用精滤装置和陶瓷内衬设备可以避免异物的引入，实现高纯度产物的制备。
第二方面，本申请实施例提供了一种纳米级勃姆石，所述纳米级勃姆石通过上述制备方法制备得到，且其具有菱形晶体结构，其平均粒度D50为100～3000nm，比表面积为2.0～100m2/g，纯度为99.9％。
第三方面，本申请实施例提供了上述第一方面的制备方法制备得到的纳米级勃姆石，和/或上述第二方面所述的纳米级勃姆石在电池隔离膜领域、电子PCB基板灌封胶领域或涂料领域中的应用。
本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
1)本发明通过协同调控γ相氧化铝和水的质量比、以及获得的浆液在高温高压反应环境中的反应条件，用以在水热逆反应的时候，勃姆石晶格能从γ相氧化铝的微裂纹处生长，制备得到的纳米级勃姆石具有平均粒度小、形貌均一、纯度高的特点；
2)选用粒度分布相对集中的氢氧化铝细粉作为反应原料，制备出具有相同大小微裂纹的γ相氧化铝，相同大小微裂纹处析出的纳米级勃姆石具有粒径分布窄的特点；
3)低温焙烧后生成的具有大量微裂纹的所述γ相氧化铝松散易磨，加水湿磨至合适的粒径，有利于制备得到小粒径的勃姆石，尤其是平均粒度D50在500nm以下的超细勃姆石；
4)制备过程中涉及的设备设施和原料均为常规的现有技术，易实现工业化的批量生产，工艺成本低且能耗低，有利于纳米勃姆石材料的推广应用；
5)在压滤阶段采用精滤装置和陶瓷内衬设备避免异物的引入，实现高纯度产物制备；
6)生产过程中没有有害废物排出，环境友好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例1制备得到的纳米级勃姆石的X射线粉末衍射图；
图2为本申请实施例1制备得到的纳米级勃姆石的电镜照片；
图3为本申请实施例1中γ相氧化铝的微裂纹处生长纳米级勃姆石的电镜照片。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
以下通过实施例对本申请进行进一步的说明。
实施例1
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为130g/L，所述铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.45，所述铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，所述铝酸钠溶液碳分后的终止温度为80℃，分解率为50％；制备出平均粒径为50μm氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为50μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度600℃，焙烧时间为1h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3，按照水料比＝8：1加水，湿磨成平均粒径为1.5μm的浆液。
步骤3：将步骤2中的平均粒径为1.5μm的浆液，移入压力釜中，将压力釜升温至最高温度190℃，此时的压力为1.25Mpa，并在190℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均粒径为0.2μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为200nm的勃姆石团聚体。
图1是本申请实施例1制备得到的纳米级勃姆石的X射线粉末衍射图(XRD)，与XRD标准卡对比，确定产物为勃姆石，且从图1的测试结果可以看出，制备得到的勃姆石的纯度高达99.9％；
图2是本申请实施例1制备得到的纳米级勃姆石的电镜照片，从图2可以看出，制备得到的勃姆石为菱形，粒径在200nm左右，粒度均匀，且分散性好；
图3是本申请实施例1中γ相氧化铝的微裂纹处生长纳米级勃姆石的电镜照片，从图3可以看出，本发明制备得到的纳米级勃姆石是在γ-Al2O3的微裂纹处生长得到的。
实施例2
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为130g/L，所述铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.45，所述铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，所述铝酸钠溶液碳分后的终止温度为80℃，分解率为50％；制备出平均粒径为20μm氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为20μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度650℃，时间为0.8h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3，按照水料比＝9：1加水，湿磨成平均粒径为1.3μm的浆液。
步骤3：将步骤2中的平均粒径为1.3μm的浆液，移入压力釜中，将压力釜升温至最高温200℃，此时的压力为1.55Mpa，并在200℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均粒径为0.18μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为180nm的勃姆石团聚体。
实施例3
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为130g/L，所述铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.45，所述铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，所述铝酸钠溶液碳分后的终止温度为80℃，分解率为50％；制备出平均粒径为20μm氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为20μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度700℃，时间为0.5h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3，按照水料比＝10：1加水，湿磨成平均粒径为1.0μm的浆液。
步骤3：将步骤2中的平均粒径为1.0μm的浆液，移入压力釜中，将压力釜升温至最高温度210℃，此时的压力为1.90Mpa，并在210℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均粒径为0.175μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为175nm的勃姆石团聚体。
实施例4
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为140g/L，铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.4，铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，铝酸钠溶液碳分后的终止温度为80℃，分解率为85％；制备出平均粒径为50μm氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为50μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度750℃，时间为1h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3。
步骤3：将步骤2中的γ-Al2O3，按照料水比＝5：1配成浆液，湿磨成平均粒径为2μm的浆液，并移入压力釜中，将压力釜升温至最高温度240℃，此时的压力为3.3Mpa，并在240℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均尺寸为3.0μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为3.0μm的勃姆石团聚体。这种团聚体是由大量晶体尺寸0.5～1.0μm勃姆石小晶粒聚集在一起形成的。
实施例5
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为120g/L，铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.4，铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，铝酸钠溶液碳分后的终止温度为75℃，分解率为70％；制备出平均粒径为35μm细粒氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为35μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度750℃，时间为1h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3，按照料水比＝7：1加水，湿磨成平均粒径为5.0μm的浆液。
步骤3：将步骤2中的平均粒径为5.0μm的浆液，移入压力釜中，将压力釜升温至最高温度230℃，此时的压力为2.80Mpa，并在230℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均尺寸为2.5μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为2.5μm的勃姆石团聚体。
实施例6
步骤1：铝酸钠溶液用碳分法制备氢氧化铝细粉；所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为140g/L，铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.50，铝酸钠溶液碳分前的初始温度为25℃，铝酸钠溶液碳分后的终止温度为75℃，分解率为60％；制备出平均粒径为25μm细粒氢氧化铝。
步骤2：将步骤1的平均粒径为25μm的氢氧化铝，在隔焰回转窑中焙烧，焙烧温度650℃，时间为1h，制备出具有大量微裂纹的γ-Al2O3，按照料水比＝8：1加水，湿磨成平均粒径为2.5μm的浆液。
步骤3：将步骤2中的平均粒径为2.5μm的浆液，移入压力釜中，将压力釜升温至最高温度210℃，此时的压力为1.90Mpa，并在210℃保温2小时，即可获得形状为菱形平均粒径为0.8μm的勃姆石团聚体浆液；
该浆液经压滤、洗涤和干燥后，得到平均粒度为0.8μm的勃姆石团聚体。
对比例1～4
包括实施例1中大部分的操作步骤，其不同之处在于：
在步骤2和步骤3中，按照表1中对比例1～4的参数条件进行制备。制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度填入表1。
表1
Figure BDA0003650677330000101
Figure BDA0003650677330000111
本发明采用伽马氧化铝逆向反应制备纳米级勃姆石，首先将氢氧化铝细粉在低温下焙烧、脱水过程中产生具有大量微裂纹的γ相氧化铝，具有合适微裂纹的γ相氧化铝在水热逆反应的时候，勃姆石晶格能从微裂纹处生长，从而实现微纳米和纳米级的勃姆石制备。
具体地，本发明通过控制焙烧温度在500～800℃以及焙烧时间为0.5～1h，用以在步骤1)中得到具有合适微裂纹的γ相氧化铝，同时，控制步骤2)中水和所述γ相氧化铝的质量比范围在(5～10)：1，若水和γ相氧化铝的质量比过低(例如对比例1)，参见表1，对比例1中，水和γ相氧化铝的质量比为4:1，由于水的占比过少，导致γ相氧化铝的微裂纹中析出的勃姆石晶粒的平均粒度过大D50为3500nm，远高于实施例1制备得到的勃姆石晶粒的平均粒度D50为200nm；若水和γ相氧化铝的质量比过高，例如水料比为11:1(高于10:1)，虽然可以制备得到平均粒度为100～3000nm的勃姆石，但是从经济上考虑工艺成本过高，不利于大规模的工业化生产；可见，合适的水料比一方面利于制备得到小粒径的勃姆石，另一方面可以降低工艺成本。
而且，还需控制反应环境的温度为150～240℃、压力为0.50～3.30Mpa；若反应环境的温度过低(例如对比例2)，参见表1，对比例2中的反应温度为130℃，由于反应温度过低不能制备得到具有勃姆石晶相的晶粒；同时，若反应环境的温度过高，例如反应温度为260℃(高于250℃)，过高的反应温度会导致超高压，虽然可以制备得到平均粒度为100～3000nm的勃姆石，但是经济成本过高；可见，合适的反应温度和压力利于具有勃姆石晶相的晶粒的生成以及降低生产成本。
此外，进一步控制反应过程中的保温时间为1～5小时，若是保温时间过短，例如对比例3的保温时间仅为0.5小时，参见表1，对比例3制备得到的勃姆石的纯度仅为30％；若是保温时间过长，例如对比例4的保温时间为6小时，参见表1，对比例4制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度D50为3800nm；保温时间过短，制备得到的勃姆石的纯度较低，保温时间过长，制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度值较大即不能制备得到平均粒度为100～3000nm的纳米级勃姆石；可见，合适的保温时间利于制备得到纯度高、平均粒度小的纳米级勃姆石。
实施例4和实施例5的水料比分别为5:1和7:1，反应温度分别为240℃和230℃，湿磨后浆液中γ相氧化铝的平均粒径分别为2.0μm和5.0μm，制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度D50为2500～3000nm，远高于实施例1制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度D50为200nm，可见，合适的水料比(例如8～10：1)、反应条件(例如190～210℃、1.25～1.90Mpa)以及湿磨后浆液中γ相氧化铝的平均粒径(例如1.0～1.5μm)在适当的范围，利于制备得到小粒径的勃姆石团聚体。
与实施例1相比，实施例6中，湿磨后浆液中γ相氧化铝的平均粒径为2.5μm，制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度D50为800nm，高于实施例1制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度200nm，可见，进一步调控浆液中γ相氧化铝的平均粒径至特定粒径范围(例如1.0～1.5μm)，利于制备得到平均粒度在200nm左右的纳米级勃姆石；
实施例2和实施例3与实施例1为平行实施例，实施例1～3中，水和γ相氧化铝的质量比均在(8～10)：1的范围内，温度为190～210℃且压力为1.25～1.90Mpa，保温时间均为2小时，同时，步骤2)的浆液中γ相氧化铝平均粒径为1.0～1.5μm，制备得到的勃姆石团聚体的平均粒度均不超过200nm。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种纳米级勃姆石的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将氢氧化铝细粉焙烧成具有微裂纹的γ相氧化铝；
2）获得含有所述γ相氧化铝和水的浆液，在所述浆液中，水和γ相氧化铝的质量比为（5~10）：1；
将所述浆液置于温度为150~240℃、压力为0.50~3.30Mpa的反应环境中，保温1~5小时，即得纳米级勃姆石；
步骤1）中，所述焙烧的温度为500~800℃，焙烧时间为0.5~1小时；
所述γ相氧化铝的微裂纹中析出氢氧化铝颗粒，所述氢氧化铝颗粒继而转变为勃姆石晶粒或勃姆石晶粒聚集而成的勃姆石团聚体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述氢氧化铝细粉的平均粒径为20~50μm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述氢氧化铝细粉由铝酸钠溶液通过碳分法制备得到；
所述铝酸钠溶液中的氧化铝浓度为70~160g/L，所述铝酸钠溶液的苛性化系数ak为1.3~1.6，所述铝酸钠溶液碳分前的初始温度为15~30℃，且其碳分后的终止温度为60~80℃，分解率为80~95%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述浆液的制备方法包括：
将水和所述γ相氧化铝按照质量比为（5~10）：1混合，然后湿磨成γ相氧化铝平均粒径为1.0~5.0μm的浆液。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浆液中的γ相氧化铝平均粒径为1.0~1.5μm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，反应条件为：
水和γ相氧化铝的质量比为（8~10）：1；
温度为190~210℃；
压力为1.25~1.90Mpa；
保温时间为1~3小时。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级勃姆石为勃姆石晶粒或勃姆石晶粒聚集而成的勃姆石团聚体。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米级勃姆石的平均粒度为150~200nm。
9.权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的纳米级勃姆石在电池隔离膜领域、电子PCB基板灌封胶领域或涂料领域中的应用。
10.一种二次电池隔膜材料，其特征在于，所述二次电池隔膜材料包括权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的纳米级勃姆石。
11.一种灌封胶材料，其特征在于，所述灌封胶材料中含有权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的纳米级勃姆石。
12.一种涂料，其特征在于，所述涂料中含有权利要求1~8任一项所述的制备方法制得的纳米级勃姆石。
CN202210546353.6A 2021-05-22 2022-05-18 纳米级勃姆石及其制备方法、应用 Active CN114873618B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2021105611374 2021-05-22
CN202110561137.4A CN113233483A (zh) 2021-05-22 2021-05-22 一种纳米级勃姆石材料制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114873618A CN114873618A (zh) 2022-08-09
CN114873618B true CN114873618B (zh) 2023-04-18

Family

ID=77138269

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110561137.4A Pending CN113233483A (zh) 2021-05-22 2021-05-22 一种纳米级勃姆石材料制备方法
CN202210546353.6A Active CN114873618B (zh) 2021-05-22 2022-05-18 纳米级勃姆石及其制备方法、应用

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110561137.4A Pending CN113233483A (zh) 2021-05-22 2021-05-22 一种纳米级勃姆石材料制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN113233483A (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2887023B2 (ja) * 1992-03-30 1999-04-26 ワイケイケイ株式会社 微細板状ベーマイト粒子及びその製造方法
WO1997032817A1 (fr) * 1996-03-05 1997-09-12 Goro Sato Sol d'alumine, son procede de preparation, procede de preparation d'un moulage d'alumine l'utilisant, et catalyseur a base d'alumine ainsi prepare
CN1149177C (zh) * 2000-11-09 2004-05-12 中国铝业股份有限公司 氢氧化铝的生产方法
CN1164494C (zh) * 2002-05-31 2004-09-01 中国石油化工集团公司 γ-氧化铝的制备方法
CN100339304C (zh) * 2004-05-21 2007-09-26 山东铝业股份有限公司 消除种分周期性细化的砂状氧化铝生产方法
WO2016094665A1 (en) * 2014-12-11 2016-06-16 Pacific Industrial Development Corporation Process for producing nano-scale crystalline boehmite
CN104944454A (zh) * 2015-06-12 2015-09-30 安徽壹石通材料科技股份有限公司 一种粒度可控的勃姆石制备方法
CN110078104A (zh) * 2018-01-25 2019-08-02 齐鲁工业大学 一种勃姆石纳米粉的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114873618A (zh) 2022-08-09
CN113233483A (zh) 2021-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110357135B (zh) 一种高纯锂电池隔膜用特种氧化铝的制备方法
JP4579907B2 (ja) ナノ多孔質超微細アルファ−アルミナ粉末及び該粉末を調製するゾル−ゲル法
CN111943242B (zh) 介孔γ-Al2O3载体的制备方法以及介孔γ-Al2O3载体
CN106186008B (zh) 一种锂电池隔膜涂层用勃姆石及其水热制备方法
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
US11542172B1 (en) Methods for preparing high-purity boehmite and porous gamma-alumina nano-powder
WO2010078821A1 (zh) 近球形硫酸法硫酸钡的制备方法及在铜箔基板中的应用
CN113371747B (zh) 一种片状结构勃姆石的制备方法和勃姆石的应用
CN108975362B (zh) 一种完全分散的氧化铝纳米颗粒的制备方法
CN110629288B (zh) 一种水热技术制备晶须状铝酸钆粉体材料的方法
CN113620328B (zh) 纳米氧化铝晶种的制备方法、高纯氧化铝纳米晶的制备方法
CN113800543B (zh) 一种加快氢氧化铝水热转化为勃姆石速率的方法
CN113860341B (zh) 一种高纯片状勃姆石及其制备方法
Li et al. Preparation of a nano-sized α-Al2O3 powder from a supersaturated sodium aluminate solution
CN114873618B (zh) 纳米级勃姆石及其制备方法、应用
CN110092657B (zh) 纳米钛酸钡微晶及其制备方法和钛酸钡粉体及其制备方法
CN110639484B (zh) 一种拟薄水铝石的制备方法
CN116199270B (zh) 一种减少钴氧化物生产过程废水的处理工艺
CN113213558B (zh) 一种大颗粒球形碳酸钴前驱体及其制备方法、以及四氧化三钴的制备方法
CN112456525A (zh) 一种低吸水性勃姆石的制备方法
CN114940505B (zh) 一种微晶类球形氧化铝粉体的制备方法
CN111547751A (zh) 一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法
CN117326579B (zh) 一种超低温制备单分散六边形片状α-氧化铝的方法
CN113830809B (zh) 一种超细氧化铝粉体的制备方法及其产品
CN113666406B (zh) 一种在无水体系中制备纯净方解石相碳酸钙的方法

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