[發明專利]氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010399447.6
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN113651602A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 劉珊;賈慧嬌;毛智勇;王達健
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B38/00;C04B41/87
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料及其制備方法，氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料的制備方法包括：將擬薄水鋁石和氟化鋁混合后球磨，烘干，得到混合粉體，將混合粉體與聚乙烯醇水溶液混合，得到造粒粉料，將造粒粉料置于模具中壓制成型，脫模后獲得坯體，將坯體燒結，再升溫至1000～1500℃燒結1～3h，得到基體；對基體采用浸漬步驟操作1～5次，得到氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料，本發明采用壓片成型法制備多孔片狀互鎖結構氧化鋁材料并以溶膠浸漬法將鋁硅復合氣凝膠引入多孔片狀互鎖結構氧化鋁材料中，材料制備過程中，使用設備簡單安全，原料成本低廉，制備工藝穩定，操作步驟簡單。所獲得成品孔隙率最高可達到60～70％，比表面積可達到10～40m²/g。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷材料技術領域，具體來說涉及一種氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料及其制備方法。

背景技術

氧化鋁材料是一種常見的陶瓷材料，具有良好的化學穩定性、耐高溫性、耐腐蝕性以及穩定的機械性能。而多孔氧化鋁陶瓷材料多是以各向同性的氧化鋁晶粒為結構單元，但近年來出現了以氧化鋁晶片作為結構單元并通過晶片之間相互交叉所形成的多孔氧化鋁陶瓷材料，這種氧化鋁材料除了具有普通氧化鋁材料的優良性能，還具有特殊的片狀二維結構，這種結構附著力強，表面活性適中，還有優異的光線反射能力及遮蔽能力，因此片狀多孔氧化鋁材料在絕熱材料、高溫催化劑載體材料以及耐火材料等都有著潛在的應用。

氧化鋁片狀互鎖結構的多孔骨架結構雖然具有較好的耐高溫性能和力學強度，但希望提高其比表面積。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料。

本發明的另一目的是提供上述氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料的制備方法，該制備方法使用了壓片成型法進行基體的制備，并采用溶膠浸漬法向該基體中引入納米多孔氣凝膠材料，所用原料成本低廉，儀器設備簡單安全，制備工藝穩定可控，且操作過程較為簡便。

本發明的目的是通過下述技術方案予以實現的。

一種氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料，包括：基體以及覆蓋在基體表面上的納米多孔氣凝膠材料，所述基體由片狀的氧化鋁互鎖而成。

在上述技術方案中，所述互鎖為片狀的氧化鋁材料相互插接且插接后相鄰的多個片狀的氧化鋁材料之間圍成孔結構，在所述孔結構內填充有所述納米多孔氣凝膠材料。

一種氧化鋁/氣凝膠復合多孔材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將擬薄水鋁石和氟化鋁混合后球磨，烘干，得到混合粉體，將所述混合粉體與作為粘結劑的聚乙烯醇水溶液混合，得到造粒粉料，將造粒粉料置于模具中壓制成型，脫模后獲得坯體，將坯體于550～650℃燒結1～2h，用于排膠，再升溫至1000～1500℃燒結1～3h，得到基體；

在所述步驟1)中，所述球磨以無水乙醇作為濕式球磨溶劑，所述球磨的轉速為100～400r/min，球磨的時間為1～6h。

在所述步驟1)中，按質量份數計，所述擬薄水鋁石和氟化鋁的比為(10～20)：1。

在所述步驟1)中，所述烘干的溫度為50～80℃，時間為12～36h。

在所述步驟1)中，烘干后過篩，過篩所采用篩網的目數為40-50目。

在所述步驟1)中，所述聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的濃度為5wt％。

在所述步驟1)中，按質量份數計，所述混合粉體與聚乙烯醇水溶液的比為(10～15)：1。

在所述步驟1)中，模具中壓制成型的壓力為4～10Mpa。