CN1631590A - 加水分解法制备氧化锆超细粉体 - Google Patents

加水分解法制备氧化锆超细粉体 Download PDF

Info

Publication number
CN1631590A
CN1631590A CN 200410044140 CN200410044140A CN1631590A CN 1631590 A CN1631590 A CN 1631590A CN 200410044140 CN200410044140 CN 200410044140 CN 200410044140 A CN200410044140 A CN 200410044140A CN 1631590 A CN1631590 A CN 1631590A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
water
powder
superfine powder
absolute ethyl
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.)
Granted
Application number
CN 200410044140
Other languages
English (en)
Other versions
CN100404176C (zh
Inventor
刘文彬
王军
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.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
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 Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CNB2004100441405A priority Critical patent/CN100404176C/zh
Publication of CN1631590A publication Critical patent/CN1631590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100404176C publication Critical patent/CN100404176C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种加水分解法制备氧化锆超细粉体的方法，它是采用加水分解法合成氧化锆湿凝胶，再通过低温低压干燥、焙烧等过程制得氧化锆超细粉体的方法。利用本发明提供的方法，可以得到粒径小，粒度分布范围窄的球形氧化锆超细粉体，可用于合成精细陶瓷、催化剂等领域。

Description

加水分解法制备氧化锆超细粉体
技术领域
本发明公开了一种加水分解法制备氧化锆超细粉体的方法，属无机化学品合成及新材料领域。
背景技术
氧化锆(ZrO2)基陶瓷是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料。随着电子和新材料工业的发展以及电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等在航空、航天、机械、化工、电子、汽车、能源等高科技领域的广泛应用，作为其原料的ZrO2粉体的用量越来越大。
氧化锆(ZrO2)基精细陶瓷材料要求原料粉体具有均匀、超细(0.1～0.5μm)的特点，因此，对粉体的制备过程要求较高。目前，该类材料的制备多采用湿化学合成法，其中包括均匀共沉淀法、水解法、溶胶一凝胶法、水热合成法、微乳法等液相合成。
黄岳祥等人在论文《不同工艺制备的水和氧化锆凝胶之特征》(《硅酸盐学报》1993年第5期32～37页)中采用的水解沉淀法是通过长时间地沸腾锆盐溶液，将水解生成的挥发性酸HCl不断蒸发出去，再经过滤、洗涤、干燥、焙烧等过程制得ZrO2粉体。工艺流程为：锆盐溶液经水解沉淀(约100℃下沸腾48小时)、过滤、洗涤、干燥(100～120℃)及焙烧(700～900℃)得ZrO2粉，其中ZrOCl2浓度控制在0.2～0.3mol/L。该法的优点是操作简便，缺点是反应时间较长(48小时)，耗能较大，所得粉体有团聚现象。
罗天勇等人的发明专利《一种水解硝酸氧锆制备二氧化锆纳米粉体工艺》(申请号：03109840.1)公开了在浓硝酸氧锆的水溶液中加入碳纳米管回流煮沸、烘干、烧结后得到7～20纳米的二氧化锆纳米粉体的工艺过程。该工艺的缺点是需使用价格较高的碳纳米管，而获得的纳米粒子有团聚现象。罗天勇等人还在发明专利《用双液相水解法制备二氧化锆纳米粉》(申请号：03109841.x)中公开了将水解过程移入双液相中，水油共沸来实现氯氧化锆或硝酸氧锆的水解。该工艺过程需加入大量的溶剂，使得后处理过程复杂。
发明内容
本发明的目的是公开一种水解时间短，对设备的要求条件较低，工艺条件缓和，易于实现工业化的制备氧化锆超细粉体的方法，通过加水分解法合成氧化锆湿凝胶，在经低温低压干燥制得成品。制备过程包括如下步骤：
将纯度大于99.5％的氯氧化锆晶体溶于水中，配成摩尔浓度为0.05～5.0mol/L的溶液；用5％～25％的氨水在搅拌下慢慢滴加到氯氧化锆溶液中，当溶液pH值达到1～3时，停止滴加氨水；在搅拌条件下，加入10％～50％的双氧水溶液，双氧水与氯氧化锆的质量比为0.2～0.5∶1，升温至溶液沸腾，保持24h，结束水解反应，自然冷却至室温；加氨水调pH值至8～12，得到乳白色悬浊液，用去离子水或蒸馏水洗涤至溶液无氯离子；水洗结束后，将滤饼加入到无水乙醇中，无水乙醇与氯氧化锆的质量比为5～10∶1，搅拌成为乳浊液，过滤，得到氧化锆醇凝胶；将制得的氧化锆醇凝胶再加入无水乙醇中，无水乙醇与氯氧化锆的质量比为2～5∶1，搅拌成为乳浊液，放入压力反应釜中，加热至100～150℃，压力控制在0.5～1.0MPa之间，待压力降至0.5MPa以下时，快速把乙醇蒸汽排空，用气体吹扫残留的乙醇，所使用的气体可以是空气或氮气，最后得到疏松无团聚的白色粉末；将上述粉末放在高温炉中，500～1000℃下焙烧1～8小时，冷却至室温，即得到无硬团聚的球形氧化锆超细粉体。粒径、粒径分布以及比表面积测量是在粒径测试仪上进行。
本发明方法采用加水分解法制得氧化锆醇凝胶，然后在低温低压条件下，对氧化锆醇凝胶进行干燥，获得粒度分布范围窄、粒径小、无硬团聚的球形氧化锆超微粒子，该粉体烧结性能优异，适用于制备高性能精细陶瓷、催化剂材料；本方法水解时间短，对设备的要求条件较低，工艺条件缓和，易于实现工业化。
附图说明
图1氧化锆超细粉体的SEM电镜图
具体实施方式
下面给出加水分解法制备氧化锆超细粉体的几个具体实施例，所获得的氧化锆超细粉体的SEM电镜图如图1所示。
实施例1：
称取100g氯氧化锆晶体(纯度99.5％)溶于950ml水中，配成0.31mol/L氯氧化锆水溶液；用17％的氨水在搅拌下慢慢滴加到氯氧化锆溶液中，当溶液pH值达到2.0时，停止滴加氨水；在搅拌下加入30％双氧水溶液100mL，然后升温至溶液沸腾，保持24h，结束水解反应，自然冷却至室温；用氨水调pH值至8，得到乳白色悬浊液，过滤，用蒸馏水洗涤至溶液无氯离子；水洗结束后，将滤饼加入到800mL无水乙醇中，搅拌使成为乳浊液，过滤，再用400mL无水乙醇浸泡，搅拌使成为乳浊液；放入压力反应釜中，加热，当压力达到0.8MPa时，开始缓慢放空，使压力维持在0.5～0.8MPa之间，待压力降至0.5MPa以下时，快速把乙醇蒸汽排空，最后用空气吹扫残余的乙醇，停止加热，最后得到疏松的白色粉末；将此粉末在800℃下焙烧2小时，即得到37.5g白色的氧化锆超细粉末。重量收率97.5％，平均粒径0.16μm，粒径为0.1～0.2μm之间的粒子占88.2％，0.1～0.3μm之间的粒子占99.3％，比表面积31.4m2/g。
实施例2：
称取100g氯氧化锆晶体(纯度99.5％)溶于950mL水中，配成0.31mol/L氯氧化锆水溶液；用17％的氨水在搅拌下慢慢滴加到氯氧化锆溶液中，当溶液pH值达到2.2时，停止滴加氨水；在搅拌下加入50％双氧水溶液50mL，然后升温至溶液沸腾，保持24h，结束水解反应，自然冷却至室温；用氨水调pH值至9，得到乳白色悬浊液，过滤，用去离子水洗涤至溶液无氯离子；水洗结束后，将滤饼加入到800mL无水乙醇中，搅拌使成为乳浊液，过滤，再加入400mL无水乙醇，搅拌使成为乳浊液；放入压力反应釜中，加热，当压力达到0.8MPa时，开始缓慢放空，使压力维持在0.5～0.8MPa之间，待压力降至0.5MPa以下时，快速把乙醇蒸汽排空，最后用空气吹扫残余的乙醇，停止加热，最后得到疏松的白色粉末；将此粉末在750℃下焙烧3小时，即得到37.7g白色的氧化锆超细粉末。重量收率98.02％，平均粒径0.13μm，粒径为0.1～0.2μm之间的粒子占98.2％，比表面积42.6m2/g。
实施例3：
称取150g氯氧化锆晶体(纯度99.5％)溶于950mL水中，配成0.46mol/L氯氧化锆水溶液；用17％的氨水在搅拌下慢慢滴加到氯氧化锆溶液中，当溶液pH值达到1.9时，停止滴加氨水；在搅拌下加入30％双氧水溶液150mL，然后升温至溶液沸腾，保持24h，结束水解反应，自然冷却至室温；用氨水调pH值至8.5，得到乳白色悬浊液，过滤，用去离子水洗涤至溶液无氯离子；水洗结束后，将滤饼加入到1500mL无水乙醇中，搅拌至均匀状态，过滤，再加入600mL无水乙醇，搅拌使成为乳浊液；放入压力反应釜中，加热，当压力达到0.8MPa时，开始缓慢放空，使压力维持在0.5～0.8MPa之间，待压力降至0.5MPa以下时，快速把乙醇蒸汽排空，最后用氮气吹扫残余的乙醇，停止加热，最后得到疏松的白色粉末；将此粉末在800℃下焙烧3小时，即得到49.8g白色的氧化锆超细粉末。重量收率94.9％，平均粒径0.21μm，粒径为0.1～0.3μm之间的粒子占94.5％，比表面积18.6m2/g。
通过上述试验可以看出，采用本发明方法，即加水分解-低温低压干燥法制备的氧化锆超细粉末无硬团聚，粒径适中，粒径分布范围窄，呈均匀球形状，适合于精细陶瓷材料、催化剂材料的使用。

Claims (3)

1.一种加水分解法制备氧化锆超细粉体，其特征在于：将纯度大于99.5％的氯氧化锆晶体溶于水中，配制成0.05～5.0mol/L的氯氧化锆水溶液，用10％～25％的氨水在搅拌下慢慢滴加到氯氧化锆溶液中，当溶液pH值达到1～3时，停止滴加；在搅拌条件下，加入20％～50％的双氧水溶液，双氧水与氯氧化锆的质量比为0.2～0.5∶1，升温至溶液沸腾，保持24h，结束水解反应，自然冷却至室温；加氨水调pH值至8～12，得到乳白色悬浊液，过滤，用水洗涤至溶液无氯离子；水洗结束后，将滤饼加入到无水乙醇中，无水乙醇与氯氧化锆的质量比为5～10∶1，搅拌使成为乳浊液；过滤，再加入无水乙醇，无水乙醇与氯氧化锆的质量比为2～5∶1，搅拌使成为乳浊液；将该乳浊液放入压力反应釜中加热，当压力达到0.5～1.0MPa时，开始缓慢放空，使压力维持在0.5～1.0MPa之间，待压力降至0.5MPa以下时，快速把乙醇蒸汽排空，最后用惰性气体吹扫除去残余的乙醇，停止加热，最后得到疏松的白色粉末；将此粉末在500～1000℃下焙烧1～8小时，即得到无团聚的白色氧化锆超细粉体。
2.如权利要求1所述的加水分解法制备氧化锆超细粉体，其特征在于所述制备过程中所使用的水可以是蒸馏水，也可以是去离子水。
3.如权利要求1所述的加水分解法制备氧化锆超细粉体，其特征在于所述吹扫气体可以是空气或氮气。
CNB2004100441405A 2004-12-21 2004-12-21 加水分解法制备氧化锆超细粉体 Expired - Fee Related CN100404176C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100441405A CN100404176C (zh) 2004-12-21 2004-12-21 加水分解法制备氧化锆超细粉体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2004100441405A CN100404176C (zh) 2004-12-21 2004-12-21 加水分解法制备氧化锆超细粉体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1631590A true CN1631590A (zh) 2005-06-29
CN100404176C CN100404176C (zh) 2008-07-23

Family

ID=34845979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2004100441405A Expired - Fee Related CN100404176C (zh) 2004-12-21 2004-12-21 加水分解法制备氧化锆超细粉体

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100404176C (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100409982C (zh) * 2006-10-27 2008-08-13 桂林工学院 一种高温相纳米氧化锆粉末的制备方法
CN101844921A (zh) * 2010-06-10 2010-09-29 广东风华高新科技股份有限公司 一种二氧化锆粉末的制备方法
CN108689431A (zh) * 2018-07-26 2018-10-23 北京化工大学 一种水相纳米氧化锆颗粒分散体的制备方法
CN111217606A (zh) * 2020-02-24 2020-06-02 东莞市永笃纳米科技有限公司 一种氧化锆微珠纳米材料及其制备方法
CN113058447A (zh) * 2021-04-23 2021-07-02 常州苏南水环境研究院有限公司 基于一种硅锆溶胶的多孔平板陶瓷纳滤体的制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0431359A (ja) * 1990-05-23 1992-02-03 Kanebo Ltd イツトリア安定化ジルコニア系原料粉末の製造方法
JP3257094B2 (ja) * 1992-12-10 2002-02-18 東ソー株式会社 ジルコニア粉末の製造方法
CN1104136A (zh) * 1993-12-20 1995-06-28 中国科学院化工冶金研究所 锆镍合金粉末的制造方法
CN1084303C (zh) * 1998-11-04 2002-05-08 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种氧化锆纳米晶溶胶的制备方法
CN1112321C (zh) * 2000-01-25 2003-06-25 清华大学 二氧化锆的制备方法
CN1214986C (zh) * 2003-04-15 2005-08-17 清华大学 一种水解硝酸氧锆制备二氧化锆纳米粉体工艺

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100409982C (zh) * 2006-10-27 2008-08-13 桂林工学院 一种高温相纳米氧化锆粉末的制备方法
CN101844921A (zh) * 2010-06-10 2010-09-29 广东风华高新科技股份有限公司 一种二氧化锆粉末的制备方法
CN101844921B (zh) * 2010-06-10 2013-08-14 广东风华高新科技股份有限公司 一种二氧化锆粉末的制备方法
CN108689431A (zh) * 2018-07-26 2018-10-23 北京化工大学 一种水相纳米氧化锆颗粒分散体的制备方法
CN108689431B (zh) * 2018-07-26 2020-05-19 北京化工大学 一种水相纳米氧化锆颗粒分散体的制备方法
CN111217606A (zh) * 2020-02-24 2020-06-02 东莞市永笃纳米科技有限公司 一种氧化锆微珠纳米材料及其制备方法
CN113058447A (zh) * 2021-04-23 2021-07-02 常州苏南水环境研究院有限公司 基于一种硅锆溶胶的多孔平板陶瓷纳滤体的制备方法
CN113058447B (zh) * 2021-04-23 2022-11-08 常州苏南水环境研究院有限公司 基于一种硅锆溶胶的多孔平板陶瓷纳滤体的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100404176C (zh) 2008-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Manivasakan et al. Synthesis of monoclinic and cubic ZrO2 nanoparticles from zircon
Liu et al. A facile hydrothermal synthesis of 3D flowerlike CeO 2 via a cerium oxalate precursor
Tai et al. Preparation of spherical hydrous-zirconia nanoparticles by low temperature hydrolysis in a reverse microemulsion
Kazemi et al. Novel method for synthesis of metastable tetragonal zirconia nanopowders at low temperatures
CN106111140B (zh) 具有高类过氧化物酶活性及稳定性的四氧化三钴微米带及其制备方法
Behera et al. Nano alumina: a review of the powder synthesis method
Tailor et al. Synthesis and characterization of yttria-stabilized zirconia (YSZ) nano-clusters for thermal barrier coatings (TBCs) applications
CN103588246A (zh) 一种纳米氧化锆粉体的制备工艺
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
CN100336730C (zh) 氧化锆超细粉体的制备方法
Shadiya et al. On the facile polyvinyl alcohol assisted sol-gel synthesis of tetragonal zirconia nanopowder with mesoporous structure
Yang et al. Modified wet chemical method synthesis of nano-ZrO2 and its application in preparing membranes
Yang et al. Bioinspired synthesis of mesoporous ZrO 2 nanomaterials with elevated defluoridation performance in agarose gels
CN100404176C (zh) 加水分解法制备氧化锆超细粉体
Liu et al. Direct ink writing of dense alumina ceramics prepared by rapid sintering
Mohammadi et al. Synthesis of highly pure nanocrystalline and mesoporous CaTiO 3 by a particulate sol–gel route at the low temperature
Ma et al. Aqueous route synthesis of mesoporous ZrO 2 by agarose templation
Feng et al. Quantification of surface orientation effect on the thermal stability of γ-Al2O3 with different morphologies
Monchayapisut et al. Facile fabrication of WO3/MWCNT hybrid materials for gas sensing application
Wu et al. Effects of H 2 SO 4 on the crystallization and phase transformation of zirconia powder in the precipitation processes
CN1528706A (zh) Y2O3稳定四方相ZrO2单分散纳米粉体的水热制备方法
CN1111139C (zh) 表面掺杂的弱团聚的纳米氧化锆粉末的制备方法
CN1108276C (zh) 一种－水软铝石超细纳米粉体的制备方法
CN108706618A (zh) 利用微乳液法制备纳米氧化铝的方法
Yang et al. Hydrothermal synthesis and adsorption property of porous spherical Al2O3 nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20080723

Termination date: 20101221