[发明专利]一种硼酸铝纳米棒的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种硼酸铝纳米棒的制备方法。本发明先将含硼化合物、含氮化合物和水混合，进行水浴加热，含硼化合物与含氮化合物发生配位反应，然后通过分子间氢键结合形成硼氮复合物溶液，然后加入铝源，在降温过程中氮铝复合物逐步析出，一方面可以增加溶液粘度，减少铝源的分层和受自身重力发生的沉降，同时起到模板作用，将铝源均匀包裹，形成成分均匀的硼氮铝复合物，为避免在干燥过程中硼氮铝复合物可能发生成分偏析，再通过球磨处理使硼氮铝复合物中成分混合均匀，然后通过焙烧，得到硼酸铝纳米棒，制备方法简单，不需要进行后处理，也不需要使用助熔剂，降低成本的同时避免引入杂质元素，可以用于大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种硼酸铝纳米棒的制备方法。

背景技术

硼酸盐是陶瓷、釉料、玻璃等行业中最重要的化工原料，在光学、力学、添加剂等领域具有广泛的应用前景。硼酸铝晶须具有高强、耐磨、耐热、防腐、绝缘、导电、减振、阻燃、吸波和中子吸收等特殊性能，是一种新型的高分子、金属和陶瓷的增强材料，同非氧化物晶须相比，硼酸铝晶须具有很高的性价比，且能在更高的温度和氧化条件下使用，可用于航空航天、汽车制造、建材、军工、石油化工和核电等领域。与硼酸铝晶须相比，硼酸铝一维纳米材料(如纳米线、纳米棒)由于尺寸更小，缺陷更多，从而拥有更加优异的物理化学性能。

陈爱民等以仲丁醇铝为铝源，葡萄糖作为模板剂，采用溶胶凝胶法在750℃制备了硼酸铝纳米棒；顾培等以仲丁醇铝为铝源，硼酸为硼源，表面活性剂CTAB为辅助剂制备了硼酸铝纳米棒。但是铝醇盐价格比较昂贵，反应还挥发出有机气体对健康有害，同时溶胶凝胶过程周期较长，难以实现规模化生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硼酸铝纳米棒的制备方法，该方法可以简单、批量制备形貌均匀的硼酸铝纳米棒，且不会产生有机气体对健康产生危害。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种硼酸铝纳米棒的制备方法，包括以下步骤：

将含硼化合物、含氮化合物和水第一混合后，进行水浴加热，得到硼氮复合物溶液；

将所述硼氮复合物溶液趁热和铝源第二混合后，依次进行降温、干燥和球磨，得到硼氮铝复合物前驱体；

将所述氮铝复合物前驱体进行焙烧，得到硼酸铝纳米棒。

优选的，所述含硼化合物包括焦硼酸钾、硼酸和四硼酸钠中的一种或几种。

优选的，所述含氮化合物包括三聚氰胺、三聚硫氰酸、二氰二胺、尿素和六亚甲基四胺中的一种或几种。

优选的，所述铝源包括铝粉、铝溶胶和铝化合物中的一种或几种。

优选的，所述含硼化合物和所述含氮化合物的质量比为1～5:1～5。

优选的，所述含硼化合物中硼和所述铝源中铝的摩尔比为1:1.5～4.5。

优选的，所述焙烧的温度为850～1200℃，保温时间为1～3h。

优选的，升温至所述焙烧的温度的升温速率为5～10℃/min。

优选的，所述水浴加热的温度为75～100℃。

优选的，所述球磨的时间为0.5～3h。