CN117800372A - 一种高纯纳米类球形氧化铝及其制备方法 - Google Patents
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明涉及纳米材料制备技术领域，公开了一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)取氢氧化铝浆料，加热搅拌反应后进行固液分离，得到粉体；(2)将所述粉体经烘干、粉碎解聚后固液分离，得到超细氧化铝粉体；(3)将所述超细氧化铝粉体进行煅烧，即得高纯纳米类球形氧化铝。本发明的原材料来源广泛、容易获得且方便储存，制备工艺可控、重现性好、成本低，易于实现工业化，并且制备得到的高纯超细类球形氧化铝具有高活性、低比表面积，可广泛应用于各行各业。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，特别是涉及一种高纯纳米类球形氧化铝及其制备方法。
背景技术
随着高科技的发展，社会对新材料越来越重视，国内外工作者对新材料的开发与应用给予了极大的关注，各种具有特殊功能的材料也得到人们的重视。高纯超细氧化铝具有精细的结构、均匀的组织、特定的晶界结构、高温稳定性和良好的加工性能、绝热耐热及可与多种材料复合等特性，主要用于电子工业、生化陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷等方面，是电子、机械、航空、化工、建材等高科技领域中的基础材料之一。
目前，纳米球形氧化铝的制备方法主要有溶胶-凝胶法、沉淀法、微乳液法、爆炸法等。其中溶胶-凝胶法具有粉体纯度和均匀度高的特点，但是由于采用了有机溶剂及表面活性剂，存在不利于氧化铝粉体分离及干燥的缺点；沉淀法能够制备球形度非常好的纳米氧化铝粉体，形貌均一，粒度分布窄，但是该方法局限性大，形貌形成机理尚不明确；微乳液法得到的粒子粒径小、分布均匀、稳定性高、重复性好，但由于产品粒子过细，固液分离难进行，抽滤和离心效果不好；非常规的爆炸法与常规制取纳米氧化铝的方法相比，具有合成反应速度快的优点，因此越来越多的研究者开始利用该方法来制取纳米材料，但是爆炸法生产成本高、产量低、工业化难度高，其不能精细化控制，产物品质不稳定，生产得到的纳米类球形氧化铝活性低，应用方向较为单一，并且具有较大的危险性、燃烧温度不易控制，产物收集也具有一定的难度。
因此，如何提供一种工艺可控、重现性好、成本低的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法是亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一目的在于提供了一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，制备原料来源广泛、工艺可控、重现性好、成本低；
第二目的在于提供了一种具有低比表面积、高活性、高纯度特性的高纯纳米类球形氧化铝。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一目的在于，提供了一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)取氢氧化铝浆料，加热搅拌反应后进行固液分离，得到粉体；
(2)将所述粉体经烘干、粉碎解聚后固液分离，得到超细氧化铝粉体；
(3)将所述超细氧化铝粉体进行煅烧，即得高纯纳米类球形氧化铝。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氢氧化铝浆料的制备方法如下：氢氧化铝和水混合均匀后得到氢氧化铝溶液，向所述氢氧化铝溶液中添加分散剂，经砂磨处理后调节pH至9-11，得到氢氧化铝浆料。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，所述氢氧化铝满足以下条件：D50≤30um、D10＞0.5um、D90≤60um；BET≤50㎡/g；AL(OH)3含量≥99.99％。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，所述氢氧化铝溶液的固含量为20-60％；
所述分散剂的添加量为氢氧化铝质量的0.3-2％；
所述分散剂为铵盐类有机助剂，所述铵盐类有机助剂包括所述分散剂为铵盐类有机助剂，所述铵盐类有机助剂包括氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、烷基二甲基羟乙基季铵盐、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵中的任意一种或几种。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，步骤(1)中所述加热搅拌反应的温度为180-300℃，时间为24-72h；
所述加热搅拌反应控制压力为0.5-3MPa。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，步骤(2)中所述烘干温度为650-900℃。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，所述烘干为梯度烘干，具体为：
以2-4℃/min的速率，由30-50℃升温至350-450℃，恒温保温1h；
继续以3-5℃/min的速率，由350-450℃升温至640-890℃；
继续以0.1-0.2℃/min的速率，在40-80min内将温度由640-890℃升温至650-900℃，恒温保温3h，
最后以2-4℃/min的速率，由650-900℃降温至60-90℃。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，步骤(3)中所述煅烧温度为950-1300℃。
优选的，在上述高纯纳米类球形氧化铝的制备方法中，所述煅烧为梯度煅烧，具体为：
以5-7℃/min的速率，由30-50℃升温至700-800℃，恒温保温1h；
继续以2-4℃/min的速率，由700-800℃升温至1250-1300℃，恒温保温2h；
最后以4-6℃/min的速率，由1250-1300℃降温至60-80℃。
本发明的第二目的在于，提供了一种由上述任一项所述方法制备得到的高纯纳米类球形氧化铝。
本发明提供了一种高纯纳米类球形氧化铝及其制备方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明高纯纳米类球形氧化铝的制备过程中，高温高压操作可以使氢氧化铝溶液重结晶，由不规则形貌转变为规则形貌，使得晶粒更加细小均匀，表面积降低；烘干操作可以排出氢氧化铝的物理水和结晶水，并且通过控制烘干温度可以控制氧化铝晶粒的成长；粉碎解聚操作可以使得晶粒再次细小化，使得每个单颗类球形颗粒均匀分散；煅烧操作可以得到α相的氧化铝，同时通过控制温度变化可以对比表面积进行调节。
本发明的原材料来源广泛、容易获得且方便储存，制备工艺可控、重现性好、成本低，易于实现工业化，并且制备得到的高纯超细类球形氧化铝具有高活性、低比表面积，可广泛应用于各行各业。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明粉体的粒度分析结果示意图；
图2为本发明粉体的电镜结果形貌示意图；
图3为本发明烘干后氢氧化锂粉体的粒度分析结果示意图；
图4为本发明烘干后氢氧化锂粉体的电镜结果形貌示意图；
图5为本发明高纯纳米类球形氧化铝的粒度分析结果示意图；
图6为本发明本发明高纯纳米类球形氧化铝的电镜结果形貌示意图；
图7为本发明高纯纳米类球形氧化铝的BET测试结果图；
图8为本发明高纯纳米类球形氧化铝的晶相图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本发明的一方面，本发明提出了一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，包括以下步骤：
S100.氢氧化铝和水混合均匀后得到氢氧化铝溶液，向所述氢氧化铝溶液中添加分散剂，经砂磨处理后调节pH至9-11，得到氢氧化铝浆料。
在该步骤中，所述氢氧化铝满足以下条件：D50≤30um、D10＞0.5um、D90≤60um；BET≤50㎡/g；AL(OH)3含量≥99.99％。
进一步地，所述氢氧化铝溶液的固含量为20-60％，例如可以为20％、30％、40％、50％、60％等，固含量越高颗粒与颗粒之间空隙越小，越不易使颗粒排列后细化；另外pH是影响反应后颗粒形貌和结构的重要因素，pH取值越高晶粒发育越规则、晶粒越小。
所述分散剂的添加量为氢氧化铝质量的0.3-2％，优选为0.5-1.5％，例如可以为0.5％、1.0％、1.5％等；所述分散剂为铵盐类有机助剂，所述铵盐类有机助剂包括季铵盐类、伯仲叔铵盐类，其中伯仲叔铵盐类包括氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵等中的任意一种或几种，季铵盐类包括烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、烷基二甲基羟乙基季铵盐、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵等中的任意一种或几种。分散剂的添加也就是双电荷理论使颗粒与颗粒之间形成排斥力，增加空间位阻；氢氧化铝在水热合成反应后形成的细小颗粒在分散剂的作用下不易形成团聚体。
所述砂磨是研磨至粒度小于0.5μm，可以增加粉体颗粒的表面积，使水热合成后颗粒更加均匀，提高反应的效率。
通过该步骤的处理，可以提高氢氧化铝的表面积，使之后续合成反应进行的更充分、更完整。
S200.取氢氧化铝浆料，加热搅拌反应后进行固液分离，得到粉体。
具体的，该步骤在反应釜中进行，可以选择通过导热油对反应釜进行加热，加热温度为180-300℃，优选为200-280℃，例如可以为200℃、230℃、250℃、280℃等；同时对反应釜施加压力，反应釜内压力控制在0.5-3MPa，例如可以为0.5MPa、1MPa、2MPa、3MPa等；通过搅拌桨叶对反应釜内的浆料进行搅拌使之充分反应，整个反应时间控制在24-72h，例如可以为24h、36h、48h、72h等；反应后得到的浆料通过压滤机进行固液分离，得到的粉体粒度D10＞0.04um、D50≤0.1um、D90＜0.25um，BET＜5㎡/g，如图1所示为本发明粉体的粒度分析示意图。
具体的，在该步骤中，反应的温度、压力、时间等对粉体粒度的影响参见表1-3：
表1反应温度对粒度的影响
表2反应压力对粒度的影响
表3反应时间对粒度的影响
在该步骤中，通过反应釜内高温高压条件，可以使得三水氢氧化铝溶液进行重新结晶，由不规则形貌重结晶为规则形貌，得到的晶粒细小均匀，表面积降低，如图2所示为本发明粉体的电镜形貌示意图。
S300.将所述粉体经烘干、粉碎解聚后固液分离，得到超细氧化铝粉体。
在该步骤中，优选使用辊道窑对粉体进行烘干干燥，烘干温度为650-900℃；优选的，所述烘干为梯度烘干，具体为：以2-4℃/min的速率，由30-50℃升温至350-450℃，恒温保温1h；继续以3-5℃/min的速率，由350-450℃升温至640-890℃；继续以0.1-0.2℃/min的速率，在40-80min内将温度由640-890℃升温至650-900℃，恒温保温3h，最后以2-4℃/min的速率，由650-900℃降温至60-90℃。
烘干过程是氢氧化铝排出物理水和结晶水的过程，在此过程中氢氧化铝分解成氧化铝粉，烘干温度梯度曲线控制氧化铝晶粒的成长，保持较小的晶粒，若烘干温度超出900℃，晶粒会急剧长大，在高温条件下，晶粒会形成团聚，小颗粒团聚成大颗粒，高温下形成的大颗粒为硬团聚，硬团聚在物理方法下很难被破碎。
经过上述步骤烘干后得到氧化铝粉体，粉体粒度分布D10＜0.5um、D50≤2.2um、D90＜13um，BET≤50㎡/g，形貌趋近于类球形，如图3-4所示分别为烘干后氧化铝的粒度分析图及电镜形貌图。
进一步地，烘干后得到的氧化铝粉体使用砂磨机进行粉碎解聚，得到的浆料D50≤100nm，浆料通过压滤机固液分离后，得到含有少量水分的超细氧化铝粉体。烘干后的氧化铝在范德华力、极性分子、温度的作用下，会形成团聚，粉碎解聚的目的就是让晶粒再次细小化，使每个单颗类球形颗粒均匀的分散开。
S400.将所述超细氧化铝粉体进行煅烧，即得高纯纳米类球形氧化铝。
在该步骤中，优选采用辊道窑对超细氧化铝粉体进行煅烧，煅烧温度为950-1300℃，优选的，所述煅烧为梯度煅烧，具体为：以5-7℃/min的速率，由30-50℃升温至700-800℃，恒温保温1h；继续以2-4℃/min的速率，由700-800℃升温至1250-1300℃，恒温保温2h；最后以4-6℃/min的速率，由1250-1300℃降温至60-80℃，煅烧后得到高纯超细纳米类球形氧化铝粉体。
本发明中，若煅烧温度超出1300℃，粉体会形成团聚，由小颗粒生长为大颗粒；另外在合适的温度区间内通过延长保温时间，可以促使晶粒的饱满发育，晶体发育越饱满比表面积越小。
本发明煅烧时类球形的氧化铝转相为α氧化铝，并同时可以对比表面积可调可控，如图5-6所示，最终得到的高纯超细纳米类球形氧化铝粉体指标如下：BET:10-40㎡/g，AL2O3≥99.99％，晶相：α-AL2O3，形貌类球形。
其中BET测试详细数据如表4所示：
表4
表4结果表明，本发明制备得到的高纯超细纳米类球形氧化铝粉体具有较为适中的比表面积，保持了良好的活性。
另外，本发明还对制备得到的高纯纳米类球形氧化铝进行了晶相分析及I CP-OES分析，结果分别参见图8及表5。
表5
由表5可知，本发明制备得到的高纯纳米类球形氧化铝纯度高，杂质含量较少，因此活性高，可利用范围更广，例如高纯的产品在半导体芯片方面可以用于表面处理、在高端陶瓷行业可以低温成瓷，降低下游的加工难度和生产成本，以及应用在例如蓝宝石行业、氮化铝行业、导热散热行业等。
需要说明的是，本发明图1-8及表4-5的结果及数据均是以本发明保护方案为基础经过多次试验制备得到的高纯超细纳米类球形氧化铝的测试均值。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种高纯纳米类球形氧化铝，该高纯纳米类球形氧化铝是利用前面所述的方法制备得到的。由此，上述高纯纳米类球形氧化铝具有前面所述的方法所具备的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该高纯纳米类球形氧化铝粒径小且具有较高的纯度和活性。
下面通过具体的实施例对本发明进行说明，本领域技术人员能够理解的是，下面的具体的实施例仅仅是为了说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围。另外，在下面的实施例中，除非特别说明，所使用的试剂和设备均是市售可得的。如果在后面的实施例中，未对具体的处理条件和处理方法进行明确描述，则可以采用本领域中公知的条件和方法进行处理。
需要说明的是，以下实施例及对比例中若不做特殊说明，则原材料氢氧化铝均为同一采购源头的高纯度氢氧化铝，满足如下条件：D50≤30um、D10＞0.5um、D90≤60um；BET≤50㎡/g；AL(OH)3含量≥99.99％。
实施例1
本实施例一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法如下：
(1)氢氧化铝和纯水混合均匀，固含量50％，添加1％十六烷基三甲基溴化铵，使用砂磨机对氢氧化铝进行处理，得到氢氧化铝浆料；
(2)将氢氧化铝浆料投入到反应釜中，调整浆料pH至9-11，通过导热油对反应釜加热，加热温度250℃，同时对反应釜施加压力，反应釜内压力控制在1.8MPa，对反应釜内的浆料进行搅拌使之充分反应，整个反应时间控制在50h，反应后可得到浆料通过压滤机进行固液分离，得到粉体；
(3)将粉体使用辊道窑进行烘干干燥，以3℃/min的速率，由40℃升温至400℃，恒温保温1h；继续以4℃/min的速率，由400℃升温至640℃；继续以0.17℃/min的速率，由640℃升温至650℃，恒温保温3h，最后以3.2℃/min的速率，由650℃降温至80℃，烘干后得到类球形氧化铝粉体；
(4)烘干后的氧化铝粉体，使用砂磨机进行粉碎解聚，得到浆料，浆料通过压滤机固液分离后，得到含有少量水分的超细氧化铝粉体；
(5)超细氧化铝粉体通过辊道窑进行煅烧转相，以5.9℃/min的速率，由40℃升温至750℃，恒温保温1h；继续以2.8℃/min的速率，由750℃升温至1250℃，恒温保温2h；最后以5℃/min的速率，由1250℃降温至70℃，煅烧后得到高纯超细纳米类球形氧化铝粉体。
实施例2
本实施例一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法如下：
(1)氢氧化铝和纯水混合均匀，固含量20％，添加0.3％十六烷基三甲基氯化铵，使用砂磨机对氢氧化铝进行处理，得到氢氧化铝浆料；
(2)将氢氧化铝浆料投入到反应釜中，调整浆料pH至9-11，通过导热油对反应釜加热，加热温度300℃，同时对反应釜施加压力，反应釜内压力控制在3MPa，对反应釜内的浆料进行搅拌使之充分反应，整个反应时间控制在24h，反应后可得到浆料通过压滤机进行固液分离，得到粉体；
(3)将粉体使用辊道窑进行烘干干燥，以2℃/min的速率，由30℃升温至350℃，恒温保温1h；继续以3℃/min的速率，由350℃升温至660℃；继续以0.1℃/min的速率，由660℃升温至670℃，恒温保温3h，最后以2℃/min的速率，由670℃降温至60℃，烘干后得到类球形氧化铝粉体；
(4)烘干后的氧化铝粉体，使用砂磨机进行粉碎解聚，得到浆料，浆料通过压滤机固液分离后，得到含有少量水分的超细氧化铝粉体；
(5)超细氧化铝粉体通过辊道窑进行煅烧转相，以5℃/min的速率，由30℃升温至700℃，恒温保温1h；继续以2℃/min的速率，由700℃升温至1270℃，恒温保温2h；最后以4℃/min的速率，由1270℃降温至60℃，煅烧后得到高纯超细纳米类球形氧化铝粉体。
实施例3
本实施例一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法如下：
(1)氢氧化铝和纯水混合均匀，固含量60％，添加2％十六烷基三甲基硫酸铵，使用砂磨机对氢氧化铝进行处理，得到氢氧化铝浆料；
(2)将氢氧化铝浆料投入到反应釜中，调整浆料pH至9-11，通过导热油对反应釜加热，加热温度180℃，同时对反应釜施加压力，反应釜内压力控制在0.5MPa，对反应釜内的浆料进行搅拌使之充分反应，整个反应时间控制在72h，反应后可得到浆料通过压滤机进行固液分离，得到粉体；
(3)将粉体使用辊道窑进行烘干干燥，以4℃/min的速率，由50℃升温至450℃，恒温保温1h；继续以5℃/min的速率，由450℃升温至890℃；继续以0.2℃/min的速率，由890℃升温至900℃，恒温保温3h，最后以4℃/min的速率，由900℃降温至90℃，烘干后得到类球形氧化铝粉体；
(4)烘干后的氧化铝粉体，使用砂磨机进行粉碎解聚，得到浆料，浆料通过压滤机固液分离后，得到含有少量水分的超细氧化铝粉体；
(5)超细氧化铝粉体通过辊道窑进行煅烧转相，以7℃/min的速率，由50℃升温至800℃，恒温保温1h；继续以4℃/min的速率，由800℃升温至1300℃，恒温保温2h；最后以6℃/min的速率，由1300℃降温至80℃，煅烧后得到高纯超细纳米类球形氧化铝粉体。
对实施例1-3制备得到的高纯超细纳米类球形氧化铝粉体的比表面积、平均粒径等进行了测试，结果参见表6：
表6
| 比表面积 | 平均粒径 | 纯度 | 松装密度 | 流动性 | |
| 实施例1 | 16.27 | 82nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 实施例2 | 14.68 | 87nm | ≥99.99％ | 0.35g/cm3 | 8.9s |
| 实施例3 | 12.55 | 95nm | ≥99.99％ | 0.38g/cm3 | 8.3s |
由表6可以分析得出的是，本发明制备得到的类球形氧化铝粉体具有较低的比表面积，纯度高、致密度好且流动性良好。
对比例1
对比例1提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于分散剂添加量为0.2％。
对比例2
对比例2提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于分散剂添加量为2.5％。
对比例3
对比例3提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于分散剂为草酸。
对比例4
对比例4提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(2)在常压下进行。
对比例5
对比例5提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(2)在0.3MPa压力下进行。
对比例6
对比例6提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(2)在3.5MPa压力下进行。
对比例7
对比例7提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于未经过步骤(4)，即进行烘干操作后即煅烧。
对比例8
对比例8提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(3)中烘干操作是：以3℃/min的速率，由40℃升温至400℃，恒温保温1h；继续以4℃/min的速率，由400℃升温至640℃；继续以0.17℃/min的速率，由640℃升温至650℃，自然冷却至80℃。
对比例9
对比例9提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(3)中烘干操作是：以3℃/min的速率，由40℃升温至650℃，恒温保温3h，最后以3.2℃/min的速率，由650℃降温至80℃。
对比例10
对比例10提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(3)中烘干操作是：以3℃/min的速率，由40℃升温至650℃，恒温保温3h后自然冷却至室温。
对比例11
对比例11提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(5)中煅烧操作是：以5.9℃/min的速率，由40℃升温至750℃，恒温保温1h；继续以2.8℃/min的速率，由750℃升温至1250℃，恒温保温2h；最后自然冷却降温至70℃。
对比例12
对比例12提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(5)中煅烧操作是：以5.9℃/min的速率，由40℃升温至1250℃，恒温保温2h；最后以5℃/min的速率，由1250℃降温至70℃
对比例13
对比例13提供了一种氧化铝的制备方法，其与实施例1基本相同，区别仅在于步骤(5)中煅烧操作是：以5.9℃/min的速率，由40℃升温至1250℃，恒温保温2h后自然冷却降温至70℃。
对对比例1-13制备得到的高纯超细纳米类球形氧化铝粉体的比表面积、平均粒径等进行了测试，结果参见表7：
表7
| 比表面积 | 平均粒径 | 纯度 | 松装密度 | 流动性 | |
| 对比例1 | 6.79㎡/g | 79nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例2 | 5.63㎡/g | 75nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例3 | 15.38㎡/g | 152nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例4 | 42㎡/g | 450nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例5 | 35㎡/g | 196nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例6 | 4.31㎡/g | 98nm | ≥99.99％ | / | / |
| 对比例7 | 16.27㎡/g | 626nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例8 | 36.73㎡/g | 82nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例9 | 22.59㎡/g | 125nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例10 | 26.46㎡/g | 127nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例11 | 18.66㎡/g | 86nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例12 | 20.53㎡/g | 87nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
| 对比例13 | 20.75㎡/g | 95nm | ≥99.99％ | 0.33g/cm3 | 9.2s |
由表7中对比例1-3的数据为氢氧化铝粉体的测试结果，结果表明，分散剂若添加量过多，会导致粉体粒径变小；若使用铵盐外的其他类型分散剂，会对氢氧化铝颗粒大小造成较大影响，因此优选为分散剂添加量为氢氧化铝质量的0.3-2％，类型优选为铵盐类有机助剂；
对比例4-6的数据为氢氧化铝粉体的测试结果，结果表明，不同压力得到的氢氧化铝浆料粒度不同，压力升高浆料粒度降低，但两者不是线性关系；
对比例7的数据为氧化铝粉体产品的测试结果，结果表明，粉碎解聚过程可对烘干后的粉体进行解聚，使粉体颗粒保持在纳米尺寸；
对比例8-10的数据为氧化铝粉体产品的测试结果，结果表明，400℃保温目的是去除掉粉体里面的结晶水，去除掉水分子的影响，可避免颗粒受极性分子影响造成颗粒团聚；若改变升温曲线，会导致氧化铝粉体的粒径及比表面积过大；
由对比例11-13的数据为氧化铝粉体产品的测试结果，结果表明，750℃是氧化铝的转相温度，转相为γ氧化铝，在此阶段保温可使晶粒发育饱满，比表面积小；降温段对控制晶粒有影响，控制温度下降不会使晶粒受到损伤；若改变煅烧升温曲线，会导致氧化铝粉体的比表面积过大。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”、“又一个实施例”、“一些实施例”、“一些具体实施例”、“另一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取氢氧化铝浆料，加热搅拌反应后进行固液分离，得到粉体；
(2)将所述粉体经烘干、粉碎解聚后固液分离，得到超细氧化铝粉体；
(3)将所述超细氧化铝粉体进行煅烧，即得高纯纳米类球形氧化铝。
2.根据权利要求1所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述氢氧化铝浆料的制备方法如下：氢氧化铝和水混合均匀后得到氢氧化铝溶液，向所述氢氧化铝溶液中添加分散剂，经砂磨处理后调节pH至9-11，得到氢氧化铝浆料。
3.根据权利要求2所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝满足以下条件：D50≤30um、D10＞0.5um、D90≤60um；BET≤50㎡/g；AL(OH)3含量≥99.99％。
4.根据权利要求2或3所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，所述氢氧化铝溶液的固含量为20-60％；
所述分散剂的添加量为氢氧化铝质量的0.3-2％；
所述分散剂为铵盐类有机助剂，所述铵盐类有机助剂包括氯化铵、硫酸铵、碳酸铵、硫酸氢铵、硝酸铵、烷基三甲基季铵盐、烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基二甲基苄基氯化铵、烷基二甲基羟乙基季铵盐、十八烷基二甲基羟乙基硝酸铵、八烷基二甲基羟乙基过氯酸铵中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热搅拌反应的温度为180-300℃，时间为24-72h；
所述加热搅拌反应控制压力为0.5-3MPa。
6.根据权利要求1所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述烘干温度为650-900℃。
7.根据权利要求6所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，所述烘干为梯度烘干，具体为：
以2-4℃/min的速率，由30-50℃升温至350-450℃，恒温保温1h；
继续以3-5℃/min的速率，由350-450℃升温至640-890℃；
继续以0.1-0.2℃/min的速率，在40-80min内将温度由640-890℃升温至650-900℃，恒温保温3h，
最后以2-4℃/min的速率，由650-900℃降温至60-90℃。
8.根据权利要求1所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧温度为950-1300℃。
9.根据权利要求8所述的高纯纳米类球形氧化铝的制备方法，其特征在于，所述煅烧为梯度煅烧，具体为：
以5-7℃/min的速率，由30-50℃升温至700-800℃，恒温保温1h；
继续以2-4℃/min的速率，由700-800℃升温至1250-1300℃，恒温保温2h；
最后以4-6℃/min的速率，由1250-1300℃降温至60-80℃。
10.一种由权利要求1-9任一项所述方法制备得到的高纯纳米类球形氧化铝。
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