[发明专利]一种无定型Al2O3-nSiO2粉体的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉体的合成方法，特别涉及一种通无定型Al₂O₃-nSiO₂粉体的合成方法。

背景技术

Al₂O₃-nSiO₂粉体是铝硅酸盐组成的矿物粉体的总称，是无机非金属黏土材料中重要的一类二元复相材料，属于超细粉体。材料学对超细粉体的定义是指由平均粒径为1-100nm范围内的颗粒组成的粉体。在室温条件下，许多物质的超细粉体其理化性质通常发生转折性变化，因而能表现出优异的特性。

目前，制备超细粉体的方法很多，按其制备方法的性质可分为物理制备方法和化学制备方法两大类。物理法又分为物理粉碎法和物理构筑法，化学法是指用分子或原子级原料造粒来制备超细粉体的方法。根据化学反应环境分为液相法、气相法和固相法。目前工业制备超细粉体用得最多的是粉碎法，化学法生产的超细粉体产量和使用量相对较少，这是由物理法和化学法各自的特点决定的，但物理法制备的超细粉体不能在纯度、细度和粒形方面得到较好的控制，不如化学方法具有灵活的可调控性。固相法是以固体物料在高温下进行热分解或发生反应而制得到粉体的化学制备方法，既具有操作简便、成本低的突出优点，但又存在颗粒粒度分布范围宽、化学组成不均匀、生成的粒子容易发生团聚等缺点。气相法是通过加热使金属卤化物、金属有机化合物等挥发，在气相中反应，让生成物粉体自动沉降的方法。气相法的优势是其反应条件和反应气氛易控制，易于得到均勾的高纯度超细粉体，缺点是工艺技术复杂，制备成本高。

由上可知，制备超细粉体不管是物理方法还是化学方法都存在一定的缺点，因此，急需寻找一种可以快速合成超细粉体的方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明针对上述问题，发明一种通过溶胶-凝胶法合成Al₂O₃-nSiO₂粉体的方法，该方法是由十八水合硫酸铝(Al₂(SO₄)₃·18H₂O)、正硅酸乙酯等合成湿凝胶，干燥得到Al₂O₃-nSiO₂粉体。所得到的粉体组分均匀、纯度很高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种无定型Al₂O₃-nSiO₂粉体的合成方法，包含以下操作步骤：

(1)铝溶胶溶液的配制：十八水合硫酸铝和水按摩尔比1:65～1：155混合，即得混合物，所得混合物密封下搅拌，即得透明的铝溶胶溶液；

(2)硅溶胶溶液的制备：正硅酸乙酯和无水乙醇按摩尔比为1:4～1:8混合，即得混合物，所得混合物密封下搅拌，即得透明的硅溶胶溶液；

(3)复合溶胶的制备：继续搅拌步骤(1)中制备所得铝溶胶溶液，并将步骤(2)中制备所得硅溶胶溶液滴入正在搅拌的铝溶胶溶液中，混合，继续搅拌，得到无色透明的复合溶胶；

(4)将步骤(3)中所得复合溶胶放入60～75℃恒温水浴中至有无色透明的湿凝胶出现，取出放在室温下陈化12～24h；

(5)步骤(4)中陈化完后所得湿凝胶在100℃及其以上的环境中烘干，直至湿凝胶烘干成白色粉末状粉体，即得产品。

优选的是，步骤(1)中所得混合物密封下搅拌3～4h。

优选的是，步骤(2)中所得混合物密封下搅拌30min。

优选的是，步骤(3)中混合，继续搅拌2～3h。

优选的是，步骤(5)中在100℃及其以上的环境烘干过程中，每隔30min搅拌一次。

一种无定型Al₂O₃-nSiO₂粉体的合成方法，其中所述的n＝1、2、4。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明合成所得无定型Al₂O₃-nSiO₂粉体均匀性强，能够达到微米级甚至纳米级产品、纯度大，同时，所得产品比表面积大，与通常的熔融法或化学气相沉积法相比，将湿凝胶烘干成粉体的温度较低，并且粉体的强度韧性较高；进一步的，本发明合成方法简单、所用设备较低廉，成本低。