[发明专利]一种利用保护剂制备纳米铝粉的方法

说明书

本发明提供了一种利用保护剂制备纳米铝粉的方法，通过将原料铝盐在溶剂中均匀混合，并在保护剂三苯基氧膦的条件下制取纳米铝粉。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射、红外光谱、粒度分析、热重分析等方法对得到纳米铝粉末进行表征。本发明提供的方法操作简单，所需原料简单，产量大，所制得的纳米铝粉平均粒径小。

技术领域

本发明涉及纳米粉体的分离技术，特别涉及一种制备纳米铝粉的方法。

背景技术

纳米材料是处在原子簇和宏观物体交界的过度区域，从关于宏观和微观的常用观点来看，这样的一种既非典型的微观系统也非典型的宏观系统的系统，常称之为介观系统。处于该系统上的粒子常表现出小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等显著效应。当人们把宏观物体精细到纳米级后，它会因尺寸的变化而显示出很多它在光学、磁学、电学、热学、力学以及化学方面的性质的奇异特性。随着时代发展，纳米材料已广泛的应用于社会的各行各业，毫无疑问随着其对良好的经济效应和社会效应的产生其重要性将越来越大。

铝是一种重要的金属材料，由于其优秀的性能使得其应用越来越广泛。近五十年来，铝已经成为世界上最广泛应用的金属之一，因而其已成为大多国家的支柱产业之一，相应的也导致铝及铝合金加工材料在产业和技术上获得了飞速的发展。报道称，铝和铝合金加工产业已成为继钢铁产业后第二大金属材料产业。铝的品种规格已经高达数十万中之多而且年产量极大，丰富应用于社会的各行各业之中，已经成为人类社会的重要基础材料之一。我国已成为世界铝业、铝加工产业大国，并且我国的原铝产量、铝加工材料年产量、铝合金出口量逐年大幅度增加。铝粉具有密度高成本低等许多优异的特点，从而常作为推进剂的添加剂。而铝粉又有粗铝粉和细铝粉之分，粗铝粉是铝热法的主要原料也是炼钢的脱氧剂，可以用来还原铬、锰、钨、钡、钙，锉等难还原的金属。而细铝粉可以应用于烟花、爆竹、颜料和焰火等方面。

纳米铝作为一种新型材料，它与普通铝粉相比具有燃烧更快放热量更大的特点若在固体燃料推进剂中添加1％质量比的超微铝或镍颗粒，燃料的燃烧热可增加1倍。国外有研究报道称：在HTPB复合推进剂中，加入20％A lex(ARGON IDE公司产品)，与同样含量德普通铝粉比较，燃烧速率可提高70％。提高炸药做功能力的途径之一是向其中加入高热值的金属粉末，而相对普通铝粉而言可以提供更多热值的纳米铝粉无疑将更加合适。含铝炸药因其高密度、高爆热、高威力的优秀性能已被广泛应用在水中兵器和对空武器弹药中。同时，利用纳米铝粉的高能量状态和较低温度下强的烧结能力可制备能改善高导热陶瓷的烧结工艺,提高烧结体密度和导热率的性能优越的烧结添加剂。由于纳米铝越来越广泛的应用,关于纳米铝材料的研究受到了越来越多科研工作者的重视,研究领域主要涉及铝纳米微粒的制备、微观结构、宏观物性和应用四个方面，当然其中最为关键的为纳米铝粉的制备。由于纳米铝粉的制备才刚发展不久，故无论是国内还是国外对于制备纳米铝的研究论文和工作都很少，其所用的方法主要还局限于物理法，其中包括蒸发冷凝法、线爆炸法、机械化学法、脉冲激光剥蚀法、电弧放电法和溶液化学法等。在应用方面纳米铝具有很重要的应用价值，然而就目前的制备方法而言，昂贵的成本和较小的产量都制约着纳米铝在应用方面的发展。而且制备过程中产物易被氧化，易发生团聚，以及容易包覆副产物LiCl杂质等。

因此，发展新型的低成本、产量大以及不易团聚的粒径小的纳米铝粉的制备方法具有极其重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：一种利用保护剂制备纳米铝粉的方法，通过使用溶液化学法，将原料氢化铝锂加入苯甲醚中超声溶解；将原料三氯化铝加入苯甲醚中超声溶解，使之在苯甲醚中均匀混合，并在保护剂三苯基氧膦的条件下，反应制取纳米铝粉。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱、粒径分析、热重分析等方法对纳米铝粉进行表征，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种纳米铝粉的制备方法，所述方法包括以下步骤：