[發明專利]一種制備納米莫來石晶須的方法

在審

• 申請號: 201811115599.8
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109137075A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 太倉歐典新材料有限公司
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B29/62;C30B9/12;B82Y40/00
• 代理公司: 合肥律眾知識產權代理有限公司 34147
• 代理人: 白凱園

本發明公開了一種制備納米莫來石晶須的方法，步驟如下：采用行星式研磨機將煤矸石和KAl(SO₄)₂·12H₂O混合均勻，放入剛玉坩堝內，在箱式爐中于760?780℃煅燒3.5?4.5h，產物置于瑪瑙研缽中研磨，75?85℃去離子水洗滌3?5次，于60?70℃烘干即得。該方法簡便、快捷、易操作，制備的莫來石粉體其晶須物相純、結晶性良好、形貌均一，可大規模制備。

技術領域

本發明涉及一種制備納米莫來石晶須的方法。

背景技術

煤矸石是一種煤伴生固體廢棄礦物。截止2017年，據不完全統計，中國煤矸石庫存累計量達到了45億t，且每年以1.5~2.0億t的數量增加。如果不將煤矸石進行合理處置，將對空氣、土壤和水資源進行污染。煤矸石從其化學組成分析，屬于硅酸鹽礦物，如果僅進行填埋處理，不符合節能減排的時代理念，因此開展煤矸石綠色、高附加值的資源化利用具有十分重要的意義。

在A1₂O₃-SiO₂二元體系中，莫來石（3A1₂O₃·2SiO₂）是一種高熔點、熱力學性能良好、與氧化鋁具有較相近熱膨脹系數的穩定化合物，其晶須得到了廣泛利用，不僅可作為大部分材料的增強材料，能有效改善目標材料的熱穩定性能，與非氧化物增強材料相比，莫來石晶須具有更好的熱性能和抗氧化性能，因此，合適的莫來石晶須的合成工藝備受關注。學者采用不同的原料、不同的合成工藝制備各類性能優異的莫來石產品，如：采用莫來石干凝膠與AlF₄的混合物為原料利用氣相反應法合成莫來石晶須；采用摻入B₂O₃或TiO₂的溶膠凝膠法合成莫來石晶粒；亦有在1550℃條件下摻入稀土元素的溶膠凝膠法合成莫來石晶須的工藝；或以勃姆石與硅溶膠為原料與HF反應制備莫來石前驅凝膠粉在1400℃條件下煅燒合成莫來石晶須；或以SiO₂、Al₂O₃與SiF₄為原料，在1100℃條件下合成莫來石晶須；還有以氧化物為原料在機械粉碎研磨后、通過模具成型、煅燒合成莫來石晶須。雖然上述莫來石晶須制備方法所得產品性能優異，但因為上述各方法具有反應溫度高、合成工藝條件難以控制、原料成本較高、晶須產率低等一系列問題及原因，上述各莫來石晶須合成方法難以進行工業化生產及應用，因此，有待探索一種工藝簡單、可實施性強、成本低的莫來石晶須合成方法。

熔鹽法是一類可實施性強、工藝簡單、煅燒溫度低、合成周期短、成產品尺寸均勻的粉體材料制備方法。與固相法相比較，由于熔鹽環境體系為反應提供一個液相環境，使得各反應物的擴散系數變大、擴散距離變長，因此其反應溫度和反應時間均有明顯下降。同時熔鹽法制備的粉體材料，因其在液相環境體系中進行晶體生長，晶體形態容易控制，產品的純度也較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備納米莫來石晶須的方法。

本發明通過下面技術方案實現：

一種制備納米莫來石晶須的方法，包括如下步驟：采用行星式研磨機將20-30份煤矸石和15-25份KAl(SO₄)₂?12H₂O混合均勻，放入剛玉坩堝內，在箱式爐中于760-780℃煅燒3.5-4.5h，產物置于瑪瑙研缽中研磨，75-85℃去離子水洗滌3-5次，于60-70℃烘干即得；各原料均為重量份。

優選地，所述的方法中，在箱式爐中于770℃煅燒4h。

優選地，所述的方法中，80℃去離子水洗滌4次。

優選地，所述的方法中，于65℃烘干。

本發明技術效果：