本发明专利技术公开了一种防止纳米材料高温煅烧时团聚和颗粒长大的方法，对纳米材料进行如下处理：将一定粒径的纳米粉体浸泡在一定浓度的磷酸或磷酸盐溶液中若干时间，然后抽滤、洗涤，烘干。所得粉体在高温２００～８００℃煅烧后，颗粒仍然保持原来的粒径尺寸和分散性，不出现颗粒的烧结、团聚和长大，改善了纳米粉体在高温环境中的分散和热稳定性，为工业生产制备高温环境中使用的纳米材料提供了生产方法和操作条件。利用本发明专利技术对纳米材料进行处理后，可以保持纳米粉体在高温环境中使用时的优势，更好地发挥其在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质等方面的优良品质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，属于纳米材料制备
技术介绍
纳米材料是指颗粒尺寸在1～100nm的超微材料。当颗粒尺寸进入纳米量级时，本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，展现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质等方面具有广阔的应用前景。但纳米粒子粒径小，表面能高，具有自发团聚的趋势，尤其是在高温使用的环境中，纳米颗粒会产生严重的团聚和长大，而颗粒的团聚和长大将大大影响纳米粉体优势的发挥，因此如何改善纳米粉体在高温环境中的分散和稳定性是十分重要的研究课题。在实际使用过程中，纳米粉体的团聚和长大极大降低了材料的性能。如何防止纳米粉体在高温环境中颗粒的团聚和长大是材料领域的难点和热点问题之一。基于此，人们进行了许多有益地尝试。李强等采用NH4OH水溶液对沉淀所得的碱性碳酸锌进行洗涤，通过改变前驱体的ξ电位来改善ZnO粉体的团聚程度，以降低高温时ZnO颗粒的长大(无计材料学报，1999，14(5)813-817)；S.Jiang等采用炭黑包裹燃烧法，从均匀附着在炭黑表面的金属硝酸盐前驱物合成了团聚较少的氧化钇稳定的氧化锆纳米粉体，减小了高温时颗粒长大的程度(J.Mater.Res.，1996，11(9)2318-2324)W.Wang等采用表面包覆技术，将SiO2、Al2O3及有机物等包覆在TiO2表面，试图解决纳米TiO2在不同介质中的分散问题(J.Phys.Chem.B.2004，108(39)14789-14792)；C.Wang等采用组装技术将纳米颗粒组装在载体表面，既解决分散问题，又可防止高温环境中引起的团聚(Inorg.Chem.2001，40，5210-5214)；陈宏龄等采用三乙醇胺为络合剂利用水热法控制水解TiCl4溶液制备出单分散无团聚的纳米TiO2(无机材料学报，2002，17(1)149-153)。上述方法大多工艺复杂，只是改善了粉体的分散性，并不能完全抑制高温环境中纳米粉体的团聚和长大，且对纳米粉体没有普遍意义。于是，寻找一种简单、高效、低成本的方法，抑制高温环境中纳米粉体的团聚和长大，对纳米粉体的应用具有普遍的推广意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效、经济、简单、成本低的防止纳米材料颗粒在高温环境中团聚和长大的方法。本专利技术的目的是这样实现的，对纳米材料进行如下处理将纳米粉体在磷酸或磷酸盐溶液中浸泡2～72h，然后抽滤、洗涤，40～80℃烘干12～24h。本专利技术给出了处理后纳米粉体热稳定性的温度范围以及纳米粉体有效的粒径范围，并提供了磷酸或磷酸盐的浓度和粉体的煅烧温度。利用上述方法处理后的纳米粉体在高温200～800℃煅烧10min～48h，颗粒仍然保持原来的粒径尺寸和分散性，不出现颗粒的烧结、团聚和长大。从而可以防止纳米材料晶粒在高温环境中团聚和长大。本专利技术中，纳米粉体处理前的粒径范围在2～100nm。本专利技术的方法，将纳米粉体浸泡在磷酸或磷酸盐溶液中，先超声分散20min，再进行浸泡。磷酸或磷酸盐溶液的浓度范围在0.1mol/L～饱和溶液。纳米粉体浸泡的优选时间是12～24h。本专利技术中，所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸铵、1-羟基亚乙基-1，1’-二膦酸的一种。本专利技术取得的有益效果是利用本专利技术所述方法处理后的纳米粉体，即使在高温200～800℃煅烧后颗粒仍然保持原来的粒径尺寸和分散性，不出现颗粒的烧结、团聚和长大，改善了纳米粉体在高温环境中的分散和热稳定性，从而保持纳米粉体在高温环境中使用时的优势，可以更好地发挥其优良品质。本专利技术工艺简单，易于工业化实施。具体实施例方式以下实施例用于说明本专利技术。实施例1容器中加入粒径为20nm的锐钛型TiO2粉体2g，2.40g NaH2PO4，蒸馏水100mL，搅拌均匀后浸泡24h，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，40℃烘干24h。所得粉体在高温800℃煅烧6h后，颗粒仍然保持粒径为20nm，未出现烧结、团聚和长大。实施例2容器中加入粒径为8nm的ZnO粉体3g，2.94g H3PO4，蒸馏水100mL，超声分散20min，然后浸泡12h，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，60℃烘干18h。所得粉体在高温600℃煅烧2h后，颗粒仍然保持原来的粒径尺寸8nm，不出现烧结、团聚和长大。实施例3容器中加入粒径为40nm的Fe2O3粉体3g，5.44g KH2PO4，蒸馏水100mL，超声分散20min，然后浸泡24h，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，80℃烘干12h。所得粉体在高温400℃煅烧2h后，颗粒仍然保持原来的粒径尺寸40nm，未出现团聚和长大。实施例4容器中加入粒径为6nm的金红石型TiO2粉体2g，14.20g Na2HPO4，蒸馏水100mL，搅拌均匀后浸泡48h，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，60℃烘干18h。所得粉体在高温800℃煅烧1h后，颗粒仍然保持粒径为6nm，未出现烧结、团聚和长大。实施例5容器中加入粒径为80nm的金红石型CeO2粉体2g，10.60gK3PO4，蒸馏水100mL，搅拌均匀后浸泡48h，过滤后，用蒸馏水洗涤数次，80℃烘干12h。所得粉体在高温500℃煅烧2h后，颗粒仍然保持粒径为80nm，未出现烧结、团聚和长大。权利要求1.，其特征是对纳米材料进行如下处理将纳米粉体在磷酸或磷酸盐溶液中浸泡2～72h，然后抽滤、洗涤，40～80℃烘干12～24h。2.按权利要求1所述的方法，其特征是将纳米粉体浸泡在磷酸或磷酸盐溶液中先超声分散20min，再进行浸泡。3.按权利要求1所述的方法，其特征是磷酸或磷酸盐溶液的浓度范围在0.1mol/L～饱和溶液。4.按权利要求1所述的方法，其特征是所述磷酸盐是磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸铵、1-羟基亚乙基-1，1’二膦酸中的一种。5.按权利要求1所述的方法，其特征是纳米粉体的浸泡时间是12～24h。6.按权利要求1所述的方法，其特征是纳米粉体粒径为2～100nm。全文摘要本专利技术公开了一种防止纳米材料高温煅烧时团聚和颗粒长大的方法，对纳米材料进行如下处理将一定粒径的纳米粉体浸泡在一定浓度的磷酸或磷酸盐溶液中若干时间，然后抽滤、洗涤，烘干。所得粉体在高温200～800℃煅烧后，颗粒仍然保持原来的粒径尺寸和分散性，不出现颗粒的烧结、团聚和长大，改善了纳米粉体在高温环境中的分散和热稳定性，为工业生产制备高温环境中使用的纳米材料提供了生产方法和操作条件。利用本专利技术对纳米材料进行处理后，可以保持纳米粉体在高温环境中使用时的优势，更好地发挥其在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质等方面的优良品质。文档编号B01J2/30GK101028584SQ20071006144公开日2007年9月5日 申请日期2007年1月22日 优先权日2007年1月22日专利技术者张艳峰, 魏雨, 李平, 刘敬泽 申请人:河北师范大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种防止纳米材料颗粒在高温环境中团聚和长大的方法，其特征是对纳米材料进行如下处理：将纳米粉体在磷酸或磷酸盐溶液中浸泡２～７２ｈ，然后抽滤、洗涤，４０～８０℃烘干１２～２４ｈ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张艳峰，魏雨，李平，刘敬泽，
申请(专利权)人：河北师范大学，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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