[發明專利]一種多孔氧化鈣材料及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201711266677.X
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108033776A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 馬燮
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C04B35/057
• 分類號: C04B35/057;C04B35/636;C04B35/64;C04B38/02;G21G1/02
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本發明屬于無機材料技術領域，涉及一種多孔氧化鈣材料及其制備方法和用途。所述的多孔氧化鈣材料的制備方法依次包括如下步驟，(1)混料：將氫氧化鈣粉末、去離子水、羧甲基纖維素鈉按比例混合均勻；(2)模壓與初步干燥：將混合均勻的混料通過模具壓制成所需形狀，并進行初步干燥；(3)燒結：將初步干燥后的混料加入燒結爐中加熱進行燒結。利用本發明的多孔氧化鈣材料的制備方法，能夠簡單便捷、低費用、耗時短的大量制備多孔氧化鈣材料，且用此方法制備得到的氧化鈣材料多孔結構明顯、熔點高而蒸汽壓低，可很好的用作核反應的靶材。

技術領域

本發明屬于無機材料技術領域，涉及一種多孔氧化鈣材料及其制備方法和用途。

背景技術

通過束流與靶材進行核反應可以生成所需的放射性核素。核反應生成的放射性核素，尤其是短壽命的放射性核素需要快速從靶材中釋放出來，因此一般要求靶材具有多孔結構。此外，在進行核反應時溫度很高，因此要求靶材同時具有較高的熔點和較低的蒸汽壓。而由于靶材在使用時是放置于靶筒內的，因此對靶材的強度要求不高，故可以專注于其多孔結構上。

綜上所述，實踐中強烈需要一種簡單便捷、低費用、耗時短的方法以大量制備用于核反應的靶材，尤其是氧化鈣靶材，且用此方法制備得到的靶材多孔結構明顯、熔點高而蒸汽壓低。

發明內容

本發明的首要目的是提供一種多孔氧化鈣材料的制備方法，以能夠簡單便捷、低費用、耗時短的大量制備多孔氧化鈣材料，且用此方法制備得到的氧化鈣材料多孔結構明顯、熔點高而蒸汽壓低，可很好的用作核反應的靶材。

為實現此目的，在基礎的實施方案中，本發明提供一種多孔氧化鈣材料的制備方法，所述的制備方法依次包括如下步驟，

(1)混料：將氫氧化鈣粉末、去離子水、羧甲基纖維素鈉按比例混合均勻；

(2)模壓與初步干燥：將混合均勻的混料通過模具壓制成所需形狀，并進行初步干燥；

(3)燒結：將初步干燥后的混料加入燒結爐中加熱進行燒結。

本發明的多孔氧化鈣材料的制備方法的原理如下：

將純度大于95％的氫氧化鈣粉末與羧甲基纖維素鈉按照比例混合均勻，之后加入適量的去離子水，通過長時間攪拌擠壓，最終成為一粘稠的塊狀物。其中氫氧化鈣、水、羧甲基纖維素鈉的混合質量比為(10-20):(8-12):1，優選15:10:1。其中羧甲基纖維素鈉可溶于水，溶解之后具有粘性；羧甲基纖維素鈉在高溫富氧的條件下可以分解為碳酸鈉、水和二氧化碳，因此在燒結中作為粘結劑和造孔劑使用。

該塊狀物通過模具壓制成所需形狀。由于塊狀物是粘稠的形態，因此模壓所需壓力很小，并且可以通過模具快速方便的制備大量所需形狀的材料。壓制成型的混料可在室溫大氣壓，暴露于空氣中干燥2-5小時，優選3小時。

干燥之后的混料放置于燒結爐內在大氣條件下加熱進行燒結熱處理。熱處理的過程分為四個階段：

A.室溫下開始加熱，經過4-6小時，優選5小時均勻升溫至320-380℃，優選350℃，維持1.5-2.5小時，優選2小時；

B.經過3-5小時，優選4小時均勻升溫至550-650℃，優選600℃，維持1.5-2.5小時，優選2小時；

C.經過3-5小時，優選4小時均勻升溫至850-950℃，優選900℃，維持1.5-2.5小時，優選2小時；

D.最后自然冷卻至室溫。

其中：