球形氧化铝制备方法
球形氧化铝的制备方法主要有溶胶-乳液-凝胶法、滴球法、均相沉淀法、模板法、气溶胶分解法、喷射法等。深圳方泰公司经营各种陶瓷柱塞,如氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等,专业定制,公司咨询热线:0755-27826396,方圆有度、安若泰山。
1、溶胶-乳液-凝胶法
溶胶-乳液-凝胶法是在溶胶凝胶法的基础上发展起来的。其主要工艺过程是利用醇铝水解,经过溶胶凝胶过程制备球形氧化铝粉体,整个水解体系比较复杂,其中溶解醇铝的辛醇占50%,乙腈溶剂占40%,分散水的辛醇和丁醇分别占9%和1%,并且用羟丙基纤维素作分散剂,得到了球形度非常好的球形氧化铝粉体。
溶胶-乳液-凝胶法由于采用了有机溶剂及表面活性剂,缺点是不利于氧化铝粉体的分离及干燥。
2、滴球法
滴球法是将氧化铝溶胶滴入到油层(通常使用石蜡、矿物油等),靠表面张力的作用形成球形的溶胶颗粒,随后溶胶颗粒在氨水溶液中凝胶化,最后将凝胶颗粒干燥,煅烧形成球形氧化铝的方法。滴球法制备的球形氧化铝主要应用于吸附剂或催化剂载体。
滴球法是对溶胶-乳液-凝胶法在工艺上的进一步改进,其优点是省去了粉体与油性试剂的分离处理。缺点是制备球形氧化铝的粒径较大。
3、均相沉淀法
均相沉淀法是指在Al2(SO4)3或NH4Al(SO4)2均相溶液中,其沉淀过程包括晶核形成、聚集长大、析出。在沉淀剂的作用下,均相溶液中的浓度降低,就会均匀地生成大量的微小晶核,最终形成的细小沉淀颗粒会均匀地分散在整个溶液当中,制备得到球形氧化铝。
需要特别注意的是:球形氧化铝粉体颗粒只有在Al2(SO4)3或NH4Al(SO4)2溶液中能够获得,而不能在Al(NO3)3或AlCl3溶液中得到,可见SO42-对形成球形颗粒起到了至关重要的作用。
均相沉淀法优点是能够制备球形度非常好的氧化铝粉体,形貌均一,粒度分布窄。缺点是该方法局限性大,形貌形成机理尚不明确。
4、模板法
模板法是以球形原料作为过程中控制形态的试剂,产品通常空心或者是核壳结构。主要工艺过程是以聚苯乙烯微球为模板剂,用碳酸功能化的氧化铝纳米粒子包覆,再通过甲苯洗涤,制备了空心氧化铝球体。
模板法是制备空心球体的好方法。缺点是对模板剂的要求较高,制备过程步骤多,不易操作。
5、气溶胶分解法
气溶胶分解通常是以铝醇盐为原料,利用铝醇盐易水解和高温热解的性质,并采用相变的物理手段,将铝醇盐气化,然后与水蒸汽接触水解雾化,再经高温干燥或直接高温热解,从而实现气-液-固或气-固相的转变,最终形成球形氧化铝粉体。气溶胶分解法关键是由雾化部分和反应部分组成的复杂的实验装置。
6、喷射法
喷射法制备球形氧化铝的实质是在较短的时间内实现相的转变,利用表面张力的作用使产物球形化,根据相转变的特点又可以分为喷雾热解法、喷雾干燥法和喷射熔融法。
(1)喷雾热解法
喷雾热解法是以Al(SO4)3、Al(NO3)3和AlCl3溶液为原料,通过雾化作用形成球形液滴,经过高温热解生成球形氧化铝粉体。该方法热解过程需要900℃,耗能较大。
(2)喷雾干燥法
喷雾干燥法是先将铝盐溶液与氨水反应制成氧化铝溶胶,再将氧化铝溶胶在150-240℃下喷雾干燥,制备得到球形氧化铝粉体。
该方法相比于喷雾热解法法,优点是:可减少能量的消耗。
(3)喷射熔融法
喷射熔融法是利用等离子焰直接将固体铝粉或氧化铝粉熔融,然后马上做退火处理,通过调节载气成分和直流电弧的功率可以控制球形化程度,并可以制备空心结构。