一种纳米氧化铝及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种纳米氧化剂及其制备方法和应用，制备方法为溶胶

【技术实现步骤摘要】
一种纳米氧化铝及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及无机非金属材料领域，尤其涉及一种纳米氧化剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]氧化铝具有良好的热稳定性
、
物理特性和化学稳定性，在航空航天
、
能源
、
生物
、
冶金
、
电子
、
化学
、
化工等领域有非常广泛的应用
。
常见的纳米氧化铝的制备方法有铝盐热分解法
、
气相法
、
液相法
、
沉淀法
、
水热法，和溶胶
‑
凝胶法，其中，溶胶
‑
凝胶法制备的氧化铝粒径小
、
纯度高
、
分散均匀且制备过程简单可控，越来越受到人们的关注
。
[0003]申请号为
201110061648
的中国专利技术专利涉及高分散性纳米氧化铝的非水溶胶凝胶制备方法，主要采用铝盐和醇类溶剂混合配成前驱体，所得到的前驱体经过低温非水溶剂热处理后，产物经乙醇洗涤离心后干燥获得
。
其采用高成本的铝盐，并在流程中大量使用醇，工艺难以大规模推广应用
。
[0004]D.M.Ibrahim
等人
(Materials Chemistry and Physics.2008,111,326
‑
330)
以尿素<br/>、
甲醛溶液
(37
％
)、
甲苯
、
乙二醇和硬脂酸铝皂为原料，采用溶胶
‑
凝胶聚合路线合成氧化铝前驱体，高温煅烧后制得纳米
α
‑
Al2O3，此法需要先合成脲醛树脂，而甲醛有特殊的刺激气味，有毒，对人体有较大伤害
。
[0005]鉴于此，现在亟需一种工艺简单且环保
、
生产成本低
、
设备操作简单
、
利于大规模生产的溶胶
‑
凝胶法制备纳米氧化铝的制备方法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种纳米氧化铝及其制备方法和应用，本专利技术提供的制备方法为溶胶
‑
凝胶法，该制备方法对设备要求低
、
生产条件要求不苛刻
、
操作步骤简单易懂
、
成本低廉
、
绿色环保，可实现规模化生产，制备的纳米氧化铝纯度高
、
粒径小
、
分布窄
。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种纳米氧化铝的制备方法，所述制备方法为溶胶
‑
凝胶法，包括：
[0008]将铝盐
、
可溶性糖和膨胀剂溶于去离子水，得到溶胶；
[0009]将所述溶胶在搅拌条件下进行第一次加热处理，得到半流动或不流动的凝胶；
[0010]将所述凝胶在马弗炉中进行第二次加热处理，使所述膨胀剂受热分解释放出气体，所述气体被所述可溶性糖形成的包衣阻碍逸出，使得所述凝胶体积膨胀变大，同时使得所述铝盐分解形成的氧化铝颗粒被分散，最终得到泡沫状物质；
[0011]将所述泡沫状物质研磨后，在氧化气氛下，于马弗炉中进行第三次加热处理，以使所述泡沫状物质发生脱碳反应，得到纳米氧化铝；所述第三次加热的温度不低于
500℃。
[0012]优选的，所述铝盐包括九水硝酸铝
、
硝酸铝
、
异丙醇铝
、
硫酸铝
、
六水氯化铝中的一种或多种
。
[0013]优选的，所述可溶性糖包括蔗糖
、
葡萄糖
、
糊精
、
果糖
、
麦芽糖
、
乳糖
、
可溶性淀粉中
的一种或多种
。
[0014]优选的，所述膨胀剂包括氯化铵
、
乙酸铵
、
草酸铵
、
尿素
、
甘氨酸
、
三聚氰胺
、
碳酸铵
、
碳酸氢铵中的一种或几种
。
[0015]优选的，所述铝盐
、
所述可溶性糖
、
所述膨胀剂和所述去离子水的质量比为1：
(0.05
‑
2.5)
：
(0.10
‑
0.85)
：
(18
‑
25)。
[0016]优选的，所述第一次加热的温度为
45℃
‑
80℃
，所述第一次加热的时间为4小时
‑
10
小时
。
[0017]优选的，所述第二次加热的温度为
150℃
‑
500℃
，所述第二次加热的时间为1分钟
‑5分钟
。
[0018]优选的，所述第三次加热的温度为
500℃
‑
800℃
，所述第三次加热的时间为2小时
‑8小时
。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种纳米氧化铝，所述纳米氧化铝由上述第一方面所述的制备方法制备而成
。
[0020]第三方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述第二方面所述的纳米氧化铝
。
[0021]本专利技术提供的纳米氧化铝的制备方法，为溶胶
‑
凝胶法，铝盐在高温分解过程中会形成大颗粒的氧化铝，为使铝盐分解成更细小的纳米氧化铝颗粒，加入可溶性糖和膨胀剂
。
在制备过程中先将铝盐
、
可溶性糖和膨胀剂制备成溶胶，然后使其在干燥过程中形成凝胶，在马弗炉内加热过程中，膨胀剂受热分解释放大量气体，而可溶性糖形成的糖衣可以阻碍气体的逸出，从而使整个凝胶体积迅速膨胀变大，而铝盐在此过程中分解形成的氧化铝颗粒被快速分散，避免生长在一起形成大颗粒的氧化铝
。
该制备方法对设备要求低
、
生产条件要求不苛刻
、
操作步骤简单易懂
、
成本低廉
、
绿色环保，可实现规模化生产，制备的纳米氧化铝纯度高
、
粒径小
、
分布窄
。
附图说明
[0022]下面通过附图和实施例，对本专利技术实施例的技术方案做进一步详细描述
。
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种氧化的制备方法流程图；
[0024]图2为为本专利技术实施例1中未脱碳的氧化铝的
X
射线能谱
(EDS)
图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，所述制备方法为溶胶
‑
凝胶法，包括：将铝盐
、
可溶性糖和膨胀剂溶于去离子水，得到溶胶；将所述溶胶在搅拌条件下进行第一次加热处理，得到半流动或不流动的凝胶；将所述凝胶在马弗炉中进行第二次加热处理，使所述膨胀剂受热分解释放出气体，所述气体被所述可溶性糖形成的包衣阻碍逸出，使得所述凝胶体积膨胀变大，同时使得所述铝盐分解形成的氧化铝颗粒被分散，最终得到泡沫状物质；将所述泡沫状物质研磨后，在氧化气氛下，于马弗炉中进行第三次加热处理，以使所述泡沫状物质发生脱碳反应，得到纳米氧化铝；所述第三次加热的温度不低于
500℃。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐包括九水硝酸铝
、
硝酸铝
、
异丙醇铝
、
硫酸铝
、
六水氯化铝中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性糖包括蔗糖
、
葡萄糖
、
糊精
、
果糖
、
麦芽糖
、
乳糖
、
可溶性淀粉中的一种或多种
。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述膨胀剂包括氯化铵
、
乙酸铵
、
草酸铵
、
尿素
、
甘氨酸
、

【专利技术属性】
技术研发人员：王双双，曹文卓，闫昭，李婷，
申请(专利权)人：宜宾南木纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：