[發明專利]一種氫氧化鋁納米帶及其制備方法

有效

• 申請號: 200910242584.2
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN102101685A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 梁興杰;何海勇;賁虎
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B82B3/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 陳小蓮;王鳳桐

技術領域

本發明涉及一種氫氧化鋁納米帶及其制備方法。

背景技術

氫氧化鋁由于其巨大的比表面積和空隙率，可作為催化劑、催化劑載體和吸附劑使用。然而氫氧化鋁的廣泛應用，不僅取決于其比表面積和空隙率，而且氫氧化鋁的形貌結構也對其應用有很重要的意義(J?Mater?Sci?38，2673-2678)。有文獻報道，以尿素作為沉淀劑，采用均相沉淀法制備氫氧化鋁[J.Am?Chem.Soc，59(7)，1190-1196，(1937)]，其后又有文獻報到在PEG存在的條件下采用均相沉淀法制備氫氧化鋁納米棒纖維[MicroporousMesoporous?Mater，12339-44(2009)]。但是，現有技術中制備的氫氧化鋁多為無定型氫氧化鋁，它的力學性能不夠優異。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術制備的氫氧化鋁的力學性能不足的缺點，提供一種新型的形貌結構呈三維放射狀結構的氫氧化鋁納米帶，以提高氫氧化鋁納米帶的力學性能，進一步擴大它的應用范圍。

本發明提供了一種氫氧化鋁納米帶，其中，該氫氧化鋁納米帶的形貌結構呈三維放射狀結構。

本發明還提供了一種氫氧化鋁納米帶的制備方法，其中，該制備方法包括將可溶性鋁鹽和尿素溶解于醇水混合溶劑中，然后將所得混合物依次在溫度為340-373K和393-573K下加熱6-15小時和2-10小時。

本發明的氫氧化鋁納米帶具有三維放射狀結構的形貌結構，使用本發明的氫氧化鋁納米帶作為添加劑，可以提高材料的力學性能，從而進一步擴大納米氫氧化鋁的應用范圍。實施例和對比例的結果顯示，添加本發明的氫氧化鋁納米帶的聚乙烯醇的模量為5GPa，強度為150MPa，力學性能優于不加氫氧化鋁納米帶的聚乙烯醇和添加無定型氫氧化鋁的聚乙烯醇。

附圖說明

圖1為實施例1制得的氫氧化鋁納米帶的XRD圖；

圖2為實施例1制得的氫氧化鋁納米帶的TEM圖；

圖3為實施例2制得的氫氧化鋁納米帶的TEM圖。

具體實施方式

本發明的一方面提供一種氫氧化鋁納米帶，其中，該氫氧化鋁納米帶的形貌結構呈三維放射狀結構，如圖2和3所示。

在本發明中，所述氫氧化鋁納米帶的長度可以為0.2-2μm，優選為0.5-1.5μm；寬度可以為90-250nm，優選為100-200nm；厚度可以為10-30nm，優選為15-25nm。

本發明的另一方面還提供一種氫氧化鋁納米帶的制備方法，其中，該制備方法包括將可溶性鋁鹽和尿素溶解于醇水混合溶劑中，然后將所得混合物依次在溫度為340-373K和393-573K下加熱6-15小時和2-10小時。本發明的氫氧化鋁納米帶的制備方法主要是通過在可溶性鋁鹽與尿素反應的常規反應溫度340K-373K進行加熱反應的基礎上，進一步提高反應溫度至393K-573K，并且進一步加熱反應2-10個小時，優選3-8小時，在此種反應條件下，可以生成形貌結構呈三維放射狀結構的氫氧化鋁納米帶。

在本發明的制備方法中，為了使反應能夠快速、有效地進行，以產生所需的氫氧化鋁納米帶，所述可溶性鋁鹽和所述尿素的摩爾比優選為1∶3-10，更優選為1∶6-9。優選情況下，所述可溶性鋁鹽可以為氯化鋁、硫酸鋁和硝酸鋁中的一種或多種。

在本發明的制備方法中，在可溶性鋁鹽與尿素反應的過程中，使用的反應溶劑優選為醇水混合溶劑。為了使該反應更有效地進行，所述可溶性鋁鹽和尿素的總重量與所述醇水混合溶劑的重量比優選為0.005-0.1∶1，更優選為0.01-0.08∶1。并且，所述醇水混合溶劑中，醇和水的體積比優選為1∶9-9∶1，更優選為1∶6-6∶1。所述醇為能與水互溶的醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇、己二醇和一縮二乙二醇中的一種或多種。

本發明的氫氧化鋁納米帶的制備方法的具體步驟如下：

(1)按上述比例將一定量的可溶性鋁鹽和尿素溶解于醇水混合溶劑中，在室溫下攪拌至澄清；

(2)將步驟(1)得到的溶液倒入反應釜進行加熱處理，加熱溫度為340K～373K，加熱時間為6～15個小時；

(3)將步驟(2)得到的混合物再升溫至393K～573K，升溫后加熱時間為2-10個小時；

(4)將步驟(3)得到的混合物經離心(1000rpm，5min)分離或抽濾，得到沉淀，并用二次蒸餾水洗滌沉淀以除去雜質，將離心后所得的沉淀或過濾后所得的固體用冷凍干燥機在-25℃下干燥12小時，得到氫氧化鋁納米帶。