CN1232443C - 一种超细的改性氢氧化铝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种超细改性氢氧化铝的制备方法。由在旋转床超重力条件下的碳分分解和改性处理两道步骤组成，本发明的碳分分解反应在旋转床的多孔填料层中进行，极大地强化了反应的传质及微观混合过程，随后的改性处理过程使得到的氢氧化铝凝胶(沉淀或/和干粉)进一步转化。可实现对氢氧化铝改性晶粒大小的控制、粒度分布均匀、反应时间短，尤其是改性处理过程大大提高了其失重温度，失重率，极大地扩大了氢氧化铝作为阻燃剂等的使用范围。得到的改性氢氧化铝颗粒平均粒径可在50nm到几个微米间变化并可控，粒径分布均匀，颗粒纳米化，可提高聚合物的力学性能。本发明的方法易于工业化，可大幅度地提高生产效率及产品品位。

Description

一种超细的改性氢氧化铝 及其制备方法
发明领域
本发明涉及一种在旋转床超重力条件和改性条件下制备超细改性氢氧化铝的方法及由其得到的改性氢氧化铝产品。本发明还涉及改性氢氧化铝的前体，即超细氢氧化铝的制备方法及由此得到的纳米级超细氢氧化铝产品。
背景技术
氢氧化铝在化工、陶瓷、涂料和造纸等许多行业有广泛的应用。而超细氢氧化铝由于其粒子超细从而使其具有一般氢氧化铝所没有的优良性能。例如，作为阻燃剂可大大提高阻燃性能；可作为超细氧化铝的前躯体；可用其制备高性能的催化剂；还可用于制备生物陶瓷以及无机/有机纳米复合材料等。
传统的氢氧化铝的制备都是从铝酸钠溶液中沉淀出氢氧化铝。沉淀的方法主要有在铝酸钠溶液中加入晶种的晶种分解法和在铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体的碳分分解法。目前，工业上这两种生产方法都已非常成熟，但通常生产出的氢氧化铝为冶金级，粒度为几十微米到几百微米。为了实现粒子的超细化，人们依据传统的方法进行发展和探索，得到了一些新方法，如Emile Trebillon(见美国专利，US4492682)、Bernard F.Armbrust(见美国专利，US3268295)利用碳分分解法在剧烈搅拌下，往铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体得到凝胶，洗涤过滤后把凝胶再分散到其它溶液中进行热处理得到了超细氢氧化铝产品。但碳分分解时间长，当溶液体积仅为0.5升时，碳分分解过程还需要15～30min时间，效率低，且得到的凝胶不均匀。
鉴于所有工程塑料和具有特殊性能塑料都在270℃以上加工，而氢氧化铝在205℃左右开始脱水，并将在塑料中形成气泡空隙，造成高聚物的表面粗糙，影响制品性能，从而限制了它的应用范围。
John M.Stinson和William E.Horn对Alcoa Technical Center开发的一种改性氢氧化铝ATH的阻燃性能进行了测试，见Journal of Vinyl & AdditiveTechnology，June 1995，Vol.1，No.2，第94-97页。这种改性氢氧化铝具有较好的性能。但该文没有公开任何关于此种改性氢氧化铝的制备。
因此需要开发一种热稳定性高、起始失重温度高的氢氧化铝和生产该产品的方法。
发明概述
本发明提供一种超细改性的氢氧化铝，其X-射线衍射(XRD)光谱在D值为6.39、6.16和4.67有衍射峰，其2θ角分别为13.836、14.347和19.006。
本发明还提供一种超细改性的氢氧化铝制备方法，包括：
(A)将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液通入旋转床超重力装置进行反应，生成凝胶液或悬浮液，经过滤、洗涤得到氢氧化铝滤饼，任选地对滤饼进行干燥得到粉体，其中以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L，优选为1-8mol/L，更优选为1-5mol/L；和
(B)将步骤(A)得到的氢氧化铝滤饼或粉体与改性剂草酸盐、草酸或者二者的混合物进行混合，在反应温度≥100℃反应一定时间，经干燥后得到超细改性氢氧化铝粉末产品。
本发明还涉及一种超细改性氢氧化铝前体及其制备方法。该方法包括：将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液通入旋转床超重力装置进行反应，生成凝胶液或悬浮液，经过滤、洗涤得到氢氧化铝滤饼，任选地对滤饼进行干燥得到粉体，其中以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L，优选为1-8mol/L，更优选为1-5mol/L。
本发明提供的改性氢氧化铝起始失重温度高、失重率大，非常适于作为阻燃剂用于阻燃产品。本发明在较短碳分分解过程的反应时间内，可控制生成一定晶粒大小、粒度分布均匀的纳米级超细氢氧化铝，通过进一步改性使其起始失重温度提高到330～380℃，优选为350～380℃，500℃前失重率达到～50％，从而可用于加工温度在270℃以上的热塑性塑料等材料中作为阻燃剂。
附图描述
图1A和1B是本发明改性氢氧化铝的XRD扫描图。
图2是本发明改性氢氧化铝的TA和TDA曲线。
图3是本发明改性氢氧化铝的FTIR图。
图4是本发明改性氢氧化铝的TEM电镜照片。
图5为制备本发明改性氢氧化铝的工艺流程图。
图6是本发明改性氢氧化铝的前体(步骤A得到的产物)超细氢氧化铝凝胶TEM电镜照片。
图7是本发明方法中所用超重力旋转床的示意图。
发明详述
本发明提供一种超细改性的氢氧化铝，其X-射线衍射(XRD)光谱在D值为6.39、6.16和4.67埃时分别在2θ为13.836、14.347和19.006时有衍射峰。其2θ为13.836和19.006时的衍射峰强度分别为2θ为14.347的29.12％和56.10％。
图1A和1B是本发明改性氢氧化铝的XRD扫描图。本发明的改性的氢氧化铝在D值为6.39、6.16、6.12、4.67、3.70和1.99等多处有较强的衍射峰。D值为6.16、2.36和1.86处的衍射峰与γ-AlOOH(21-1307)接近，D值为4.67、4.24、3.22、2.44、2.36、2.07、1.80、1.74等处的衍射峰与Al(OH)3(Gibbesite)(33-18)接近。本发明产品的衍射图中没有包括以上两相的其它衍射峰。未发现与本发明产品的衍射图中D值6.39、3.70和6.12A处相符的晶相。
根据本发明的超细改性氢氧化铝，其失重起始温度≥330℃，优选≥350℃，更优选≥370℃，如起始失重温度为330-380℃，优选为大于350-380℃，最优选为370-380℃。500℃前的失重率达到～50％，600℃的失重率大于或等于51％。通过对PVC、EVA、HDPE、PP、PE、ABS、PC等阻燃、消烟等实验及物性测定，表明本发明的超细改性氢氧化铝可用于常规的氢氧化铝不能使用的PC、PO、PBT等材料中。
图2是本发明改性氢氧化铝的TA和TDA曲线。实验条件是以10℃每分钟的速度由50℃加热至600℃。
图3是本发明改性氢氧化铝的FTIR图。本发明的改性的氢氧化铝产品在波数约3671.167、1713.910、1367.945等多处有吸收峰。
图4是本发明改性氢氧化铝的TEM电镜照片。本发明的超细改性氢氧化铝粒度很小，其平均粒径小于300纳米，优选为小于250纳米，更优选为小于200纳米。例如，平均粒径为300-10纳米，优选250-20纳米，更优选150-50纳米。
本发明的超细改性氢氧化铝，其体积密度为0.6-1.1g/cm3，优选0.74-1.04g/cm3，松体积密度为0.5-0.9g/cm3，优选0.54-0.83g/cm3。
本发明还提供一种超细改性氢氧化铝的制备方法，包括：
(A)将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液通入旋转床超重力装置进行反应，生成凝胶液或悬浮液，经过滤、洗涤得到氢氧化铝滤饼，任选地对滤饼进行干燥得到粉体，其中以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L，优选为1-8mol/L，更优选为1-5mol/L；和
(B)将步骤(A)得到的氢氧化铝滤饼或粉体与改性剂草酸盐、草酸或者二者的混合物进行混合，在反应温度≥100℃温度，反应一定时间，经干燥后得到超细改性氢氧化铝粉末产品。
更具体地说，本发明制备超细改性氢氧化铝的方法，基本由在旋转床超重力条件下的碳分分解和改性处理两道步骤组成，具体步骤为：
A：碳分分解：将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液分别由进气口和进液口通入旋转床超重力装置，在旋转床的多孔填料层发生碳分分解反应，旋转床转子的转速为100-10000rpm，以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L，反应后的凝胶液(悬浮液)由旋转床排料口排出；
B：改性处理：将步骤(A)得到的凝胶(沉淀)经过滤、洗涤后得到滤饼，滤饼(或其干燥后的干粉)与草酸或/和草酸盐溶液或晶体混合，在≥100℃温度下反应5min以上，改性处理后，产品经过滤、干燥等后处理步骤，得到纳米级超细改性氢氧化铝产品。
图5为制备本发明改性氢氧化铝的工艺流程图。
碳分分解反应的本质为：
(1)首先，由于铝酸钠溶液显强碱性，通入二氧化碳气体中和溶液中的氢氧根，即
(2)其次，由于二氧化碳的中和作用，铝酸钠溶液失去稳定性而分解沉淀出氢氧化铝，即
碳分分解过程的主要目的是为下一步的改性处理过程制备均匀的凝胶(沉淀)。
本发明的方法步骤(A)碳分分解过程对反应温度没有特别要求，但反应在15-100℃较好，优选反应温度为20-80℃。更优选30-70℃。
旋转床转子的转速可以在很大范围之间变化，如100-10000rpm，优选在150～5000rpm，最好是200～3000rpm。
在步骤(A)中，上述含二氧化碳的气体可以是工业纯的二氧化碳或是含二氧化碳的混合气体，起始二氧化碳含量最好≥10％；以标准态净二氧化碳计，气液体积比为0.1-5。
在步骤(A)中，控制凝胶液或悬浮液pH≥8，优选≥11.5，如8-13，8.5-12.5。
本发明对步骤(A)中的多孔填料层无特殊要求，多孔板、丝网、泡沫材料和规整填料等均适用于本发明。
步骤(A)的反应时间可以在很大范围内变化，这取决于反应物的量、反应器体积的大小等。通常为5分钟至60分钟，优选5-30分钟。
在步骤A中，还可添加活性剂、晶型控制剂等，使颗粒进一步分散、细化、窄化粒径分布、控制改性氢氧化铝前体的形状。所述的活化剂例如为脂肪酸，所述的晶形控制剂为硫酸盐或磷酸盐。当然还可采用本领域常用的其它活化剂和晶形控制剂。
图7是本发明方法中所用超重力旋转床的示意图。关于超重力旋转床可以参见ZL95105343.4。
本发明方法步骤(B)所使用的改性剂为草酸盐或草酸及其混合物，形式可以是溶液或晶体。所述的草酸盐为草酸的Li、Na、K等盐。
步骤B所使用氢氧化铝是步骤(A)碳分分解过程中的氢氧化铝的凝胶或干粉，步骤B所用的改性剂与来自步骤(A)的氢氧化铝滤饼或粉体的摩尔比为0.3-2，优选为0.5-1.5，最优选为0.8-1.2；并且所述的改性剂为固体形式或溶液形式。
步骤(B)改性过程的温度要求大于100℃，如100-205℃，在140-180℃时较好。
步骤(B)的反应时间可以在很大范围内变化，这取决于反应物的量、反应器体积的大小等。通常为5分钟至5小时，优选10分钟至2小时，更优选30分钟至1.5小时。
在本发明方法步骤B改性处理过程中，还可添加活性剂、晶型控制剂等，使颗粒进一步分散、细化、窄化粒径分布、控制改性氢氧化铝的形状。所述的活化剂例如为脂肪酸或盐、铝酸酯、钛酸酯等，所述的晶形控制剂为硫酸盐或磷酸盐。当然还可采用本领域常用的其它活化剂和晶形控制剂。
本发明还提供一种超细氢氧化铝的制备方法，包括：将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液通入旋转床超重力装置进行反应，生成凝胶液或悬浮液，经过滤、洗涤得到氢氧化铝滤饼，任选地对滤饼进行干燥得到粉体，其中以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L，优选为1-8mol/L，更优选为1-5mol/L。
根据该方法得到的超细氢氧化铝可以作为本发明改性的氢氧化铝的前体。图6是本发明改性氢氧化铝的前体(步骤A得到的产物)超细氢氧化铝凝胶TEM电镜照片。
本发明还提供一种阻燃产品，其中包括本发明的经改性的超细氢氧化铝作为阻燃剂。通过对PVC、EVA、HDPE、PP、PE、ABS、PC等阻燃、消烟等实验及物性测定，表明本发明的超细改性氢氧化铝可用于常规的氢氧化铝不能使用的PC、PO、PBT等材料中。
下面用实施例对本发明进行说明，但决不是用来限制本发明的范围。
实施例1
配制2.18mol/l浓度的铝酸钠溶液，过滤去杂质后，置于循环贮槽13，在35℃下，通过泵12，液体从旋转床进液口6，经分布器9，进入多孔填料8；CO2气从钢瓶气源减压后，从进气口4连续通入旋转床，控制气液体积流量比为1.25，CO2与铝酸钠溶液在床层的多孔填料层8中发生碳分分解反应，生成凝胶，控制旋转床转子转速为2100rpm，未完全反应的液体由旋转床排料口7，进入循环贮槽13，不断地通过泵循环与CO2在旋转床内发生反应，当凝胶液的pH值变为12，碳分分解反应完全，凝胶的TEM电镜照片见图6。经过滤洗涤后，将凝胶与草酸溶液按1∶0.87(摩尔比)配成氢氧化铝/浓度为46.3克/升的液体进行改性反应，温度150℃，反应4-5小时。反应后液体经过滤、洗涤和干燥后，得到改性Al(OH)3，其TEM电镜照片见图4，其TG/TGA图见图3。
对改性产品进行化学分析表明：Al 24.86％、O 34.55％、C 11.86％、H 2.28％
实施例2
除下述变化外，其余同实施例1。
14.5克碳分分解反应得到的氢氧化铝与350毫升0.5摩尔草酸加水配成550毫升液体。改性的氢氧化铝产品的体积密度为0.8g/cm3、比表积为13m2/g。
实施例3
除下述变化外，其余同实施例2。配制3.5mol/l浓度的铝酸钠溶液制备氢氧化铝用于改性。21.1克碳分分解反应得到的氢氧化铝与510毫升草酸加水配成800毫升液体改性处理90-120min。
实施例4
除下述变化外，其余同实施例2。
50克碳分分解反应得到的氢氧化铝与81克草酸加水配成800毫升液体，进行改性处理45-60min。
实施例5
除下述变化外，其余同实施例2。
129克碳分分解反应得到的氢氧化铝滤饼与162克草酸加水配成800毫升液体，改性处理20-30min。
实施例6
除下述变化外，其余同实施例2。配制5mol/l浓度的铝酸钠溶液制备氢氧化铝用于改性。200克碳分分解反应得到的氢氧化铝滤饼与226.5克草酸加水配成800毫升液体，改性处理15-20min。
实施例7
除下述变化外，其余同实施例6。于120℃下改性处理210-270min。
实施例8
除下述变化外，其余同实施例6。
于135℃下改性处理60-90min。
实施例9
除下述变化外，其余同实施例6。
于165℃下改性处理5-10min。
实施例2-9所制备得到的改性氢氧化铝及其前体的TEM电镜照片、TA和DTA曲线与附图1-5类似。
以上用实施例对本发明进行了描述。但本发明不限于上述的具体实施方案。本领域的普通技术人员可以对此作出一些改变。这些变化包括在所附的权利要求范围内。

Claims (29)

1、一种超细改性的氢氧化铝，其X-射线衍射光谱在D值为6.39、6.16和4.67时有衍射峰，其2θ分别为13.836、14.347和19.006。
2、根据权利要求1的超细改性的氢氧化铝，其中2θ为13.836和19.006时的衍射峰强度分别为2θ为14.347的29.12％和56.10％。
3、根据权利要求1的超细改性氢氧化铝，其起始失重温度为330-380℃，600℃的失重率达到51％。
4、根据权利要求3的超细改性氢氧化铝，所述起始失重温度为350-370℃。
5、根据权利要求1的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径小于300纳米。
6、根据权利要求5的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径小于250纳米。
7、根据权利要求6的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径小于200纳米。
8、根据权利要求1的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径为300-10纳米。
9、根据权利要求8的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径为250-20纳米。
10、根据权利要求9的超细改性氢氧化铝，所述平均粒径为150-50纳米。
11、根据权利要求1的超细改性氢氧化铝，其体积密度为0.6-1.1g/cm3，松体积密度为0.5-0.9g/cm3。
12、根据权利要求11的超细改性氢氧化铝，所述体积密度为0.74-1.04g/cm3。
13、根据权利要求11的超细改性氢氧化铝，所述松体积密度为0.54-0.83g/cm3。
14、一种超细改性氢氧化铝的制备方法，包括：
(A)将含有二氧化碳的气体和含铝酸钠的溶液通入旋转床超重力装置进行反应，生成凝胶液或悬浮液，经过滤、洗涤得到氢氧化铝滤饼，任选地对滤饼进行干燥得到粉体，其中以标准态净二氧化碳计，气/液体积流量比为0.5-10，铝酸钠浓度为0.1-10mol/L；和
(B)将步骤(A)得到的氢氧化铝滤饼或粉体与改性剂草酸盐、草酸或二者的混合物进行混合，在反应温度≥100℃温度，反应一定时间，经干燥后得到超细改性氢氧化铝粉末产品。
15、根据权利要求14的超细改性氢氧化铝的制备方法，其中所述铝酸钠浓度为1-8mol/L。
16、根据权利要求15的超细改性氢氧化铝的制备方法，其中所述铝酸钠浓度为1-5mol/L。
17、根据权利要求14的方法，其中步骤(B)的反应温度小于205℃。
18、根据权利要求17的方法，其中所述步骤(B)的反应温度为140-180℃。
19、根据权利要求14的方法，其中在步骤(B)中，所述改性剂与步骤(A)得到的氢氧化铝滤饼或粉体的摩尔比为0.3-2；并且所述的改性剂为固体形式或溶液形式。
20、根据权利要求19的方法，其中所述摩尔比为0.5-1.5。
21、根据权利要求20的方法，其中所述摩尔比为0.8-1.2。
22、根据权利要求14的方法，其中在步骤(A)中，以标准态净二氧化碳计，气液体积比为0.1-5，反应温度为20-80℃。
23、根据权利要求14的方法，其中在步骤(A)中，凝胶液或悬浮液pH≥8。
24、根据权利要求23的方法，其中所述凝胶液或悬浮液pH≥11.5。
25、根据权利要求23的方法，其中所述凝胶液或悬浮液pH8-13。
26、根据权利要求25的方法，其中所述凝胶液或悬浮液pH8.5-12.5。
27、根据权利要求14的方法，其中所述的草酸盐为草酸的Li、Na、K盐。
28、根据权利要求14的方法，其中步骤(A)和/或(B)添加活化剂和/或晶形控制剂，所述的活化剂选自脂肪酸或盐、铝酸酯或钛酸酯，所述的晶形控制剂为硫酸盐或磷酸盐。
29、根据权利要求1-13之一的超细改性氢氧化铝作为阻燃剂在阻燃产品中的应用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100462304C (zh) * 2005-12-28 2009-02-18 财团法人工业技术研究院 特定晶型的氢氧化铝晶粒的制备方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1313378C (zh) * 2002-09-24 2007-05-02 北京化工大学 制备钛酸锶粉体的方法
CN100348490C (zh) * 2005-01-06 2007-11-14 北京化工大学 一种超细针须状改性氢氧化铝及其制备方法
US7790088B2 (en) * 2005-06-23 2010-09-07 The Boeing Company Fire resistance for optically transparent thermoplastics
CN100460481C (zh) * 2005-10-12 2009-02-11 中国矿业大学（北京校区） 一种磷酸锌包覆氢氧化铝型复合无机阻燃剂的制备方法
CN100395185C (zh) * 2005-11-22 2008-06-18 华东理工大学 超细氢氧化铝的制备方法
CN101837999B (zh) * 2010-06-10 2012-08-01 中国铝业股份有限公司 一种β型氢氧化铝的制备方法
CN103801242B (zh) * 2012-11-03 2015-12-02 中国石油化工股份有限公司 反应器和利用这种反应器的烷基化反应方法
CN104591243B (zh) * 2015-02-03 2017-05-31 青岛农业大学 一种制备氢氧化铝微粉联产碳酸钾的方法
CN105400267A (zh) * 2015-12-17 2016-03-16 江苏省常熟环通实业有限公司 一种复合型氧化铁防锈颜料及其制备方法
CN107814400A (zh) * 2017-12-04 2018-03-20 中国恩菲工程技术有限公司 氢氧化铝的分级处理工艺
CN108484150A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 胡果青 一种致密型高导热陶瓷基板的制备方法
CN108905895B (zh) * 2018-06-06 2021-01-12 浙江海洋大学 一种快速水热合成装置及方法
CN109279876A (zh) * 2018-09-21 2019-01-29 佛山皖和新能源科技有限公司 一种导热型陶瓷基板的制备方法
CN110655095B (zh) * 2019-10-16 2021-11-30 淄博鹏丰新材料科技有限公司 一种低吸油值氢氧化铝微粉阻燃剂的制备方法
CN112662088B (zh) * 2020-12-10 2023-03-31 安吉天则塑业有限公司 一种阻燃型pvc/nbr橡塑地板材料及其加工方法
CN112830508A (zh) * 2021-01-29 2021-05-25 郑州大学 一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法
CN115818681B (zh) * 2022-12-12 2024-01-23 洛阳中超新材料股份有限公司 一段法制备单晶大颗粒氢氧化铝的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2549549A (en) * 1947-06-07 1951-04-17 Aluminum Co Of America Process for producing aluminum trihydrate
US3268295A (en) * 1961-10-06 1966-08-23 Reynolds Metals Co Alumina hydrate and its method of preparation
US3839536A (en) * 1971-07-21 1974-10-01 Mitsubishi Chem Ind Process for preparing pure hydrated alumina
US4207749A (en) * 1977-08-29 1980-06-17 Carrier Corporation Thermal economized refrigeration system
JPS603005B2 (ja) * 1978-05-08 1985-01-25 住友アルミニウム製錬株式会社 アルミン酸ソ−ダ溶液より析出水酸化アルミニウムを分離する方法
JPS5678419A (en) * 1979-11-29 1981-06-27 Showa Alum Ind Kk Separating and concentrating method of sodium oxalate in slurry liquor of bayer process
FR2520722A1 (fr) * 1982-01-29 1983-08-05 Rhone Poulenc Spec Chim Boehmites et pseudo-
JPS62235210A (ja) * 1986-04-04 1987-10-15 K D K Kk アルミナの製造方法
US5480587A (en) * 1988-12-21 1996-01-02 Aluminum Company Of America Materials for use as fire retardant additives
US5435986A (en) * 1994-08-30 1995-07-25 Industrial Technology Research Institute Method for preparing high purity aluminum hydroxide
CN1163298C (zh) * 1995-05-26 2004-08-25 北京化工大学 超微颗粒的制备方法
CN2221437Y (zh) * 1995-07-04 1996-03-06 北京化工大学 强化传递反应的旋转床超重力场装置
CN1091428C (zh) * 1998-10-13 2002-09-25 中国石油化工集团公司 拟薄水铝石的制备方法
CN1092145C (zh) * 1998-12-30 2002-10-09 北京化工大学 超细氢氧化铝的制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100462304C (zh) * 2005-12-28 2009-02-18 财团法人工业技术研究院 特定晶型的氢氧化铝晶粒的制备方法

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Publication number Publication date
WO2002094715A1 (fr) 2002-11-28
US20050167641A1 (en) 2005-08-04
CN1525942A (zh) 2004-09-01

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