[發明專利]超高比表面積的純單斜相納米級二氧化鋯粉體及制備方法

有效

• 申請號: 202010410716.4
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111573728B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 王林芳;胡法卿;范宇升
• 申請（專利權）人: 浙江金琨鋯業有限公司
• 主分類號: C01G25/02
• 分類號: C01G25/02;B82Y30/00;C04B35/486;C04B35/626;B01J21/06;B01J32/00;B01J35/10
• 代理公司: 杭州華知專利事務所(普通合伙) 33235
• 代理人: 張德寶

本發明涉及氧化鋯陶瓷粉制備領域，尤其涉及超高比表面積的純單斜相納米級二氧化鋯粉體的制備方法，其特征是包括如下步驟：S1：用水將水溶性鋯鹽稀釋至1～3mol/L，攪拌并超聲至溶液澄清，制得溶液A；S2：配置與溶液A濃度相同的氫氧化鈉溶液，記為溶液B；S3：將分散劑和水混合攪拌，加入溶液B形成pH值為10的反應液，加入溶液A和溶液B調節反應液pH值為7～7.5，加入溶液B調節反應液pH值為9～10，攪拌，制得漿料C；S4：以去離子水洗滌漿料C；S5：將漿料C烘干至恒重，煅燒，得煅燒粉；S6：煅燒粉中加去離子水混合，球磨，濾出，烘干，研磨并過篩，即得終產物。本方法工藝簡單，綠色環保，煅燒溫度低、節約能耗，產品粒徑小、純度高，具有超高比表面積。

【技術領域】

本發明屬于氧化鋯陶瓷粉制備技術領域，尤其涉及超高比表面積的純單斜相納米級二氧化鋯粉體及其制備方法。

【背景技術】

二氧化鋯是唯一同時具有酸性、堿性、氧化性和還原性的金屬氧化物，其作為P型半導體，在催化劑中對活性組分不僅起到了支撐和分散作用，它還可與催化劑活性組分產生獨特的相互作用，在工業合成、催化劑、催化劑載體、特種陶瓷等方面有較大的應用價值。二氧化鋯粒子具有獨特的物化性能，是一種新型的高性能無機材料。由于其具有高比表面積和豐富的表面缺陷，同時具有弱酸、弱堿性和氧化還原性，是一種優良的催化劑載體材料，也可作助劑改進催化劑性能應用于F-T(Fischer-Tropsch Sythesis)合成、CO和CO2加氫制甲醇、聚合反應催化等，表現出良好的催化性能。因此，有關高比表面積二氧化鋯的制備、介孔二氧化鋯的制備、二氧化鋯的摻雜研究等引起了研究者的廣泛的興趣。

目前，二氧化鋯的制備方法有化學沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、微乳液法、反膠束法、噴霧法等。沉淀法是制備二氧化鋯較為常用的一種合成方法。該法工藝過程簡單、制備成本低、適合工業化生產，故受到廣大研究者的普遍關注。

現在，工業上，純單斜相二氧化鋯主要通過煅燒法獲得的，但是煅燒溫度一般高于1000℃，同時會導致煅燒粉的比表面積嚴重降低，一般只能達到10m²/g左右。而比表面積高的純單斜相納米級二氧化鋯粉體的制備方法未見相關報道。

納米級二氧化鋯的應用前景不錯，在熱障涂層材料提高其耐磨和耐火效果，以及Li離子電池正極材料添加劑和油漆涂料添加劑顯示出了優越性。尤其是電池專用納米級氧化鋯被廣泛用于制作固體氧化物燃料電池(SOFC)氧傳感器及微電子設備：電池專用化納米級純單斜相氧化鋯在高溫條件下具有較高的氧離子電導率優良的機械性能以及氧化還原良好的穩定性；電池專用納米級純單斜相氧化鋯覆蓋或彌散于合金表面后還可產生活性元素效應顯著改善合金的抗高溫氧化性能并大幅度提高氧化膜的粘附性；作為電解質,電池專用納米級純單斜相作為一種理想的電解質已被廣泛地應用于固體氧化物燃料電池中，用于傳遞反應產生的氧離子,在800～1000℃的高溫下離子可以通透陶瓷材料；納米級純單斜相氧化鋯保證了電解質材料YSZ結構和性能的長期穩定，對固體氧化物燃料電池系統的可靠性至關重要。

公開號為CN103523830A的中國專利，公開了一種高比表面積的純單斜相二氧化鋯的制備方法，該方法通過pH小于1的含有鋯離子的酸性溶液通過加壓和加熱一段時間形成含有結晶水的單斜相二氧化鋯膠?；蛭⒓毠腆w粒子，然后調節溶液的pH值至堿性，沉積二氧化鋯膠?；蚣毼⒐腆w粒子，再多次洗滌，得到濾餅干燥再在400～700℃焙燒1-12h，最終得到比表面積大于50m²/g的純單斜相二氧化鋯。由于實驗過程中引入氨水作沉淀劑，對環境具有不利影響，且該方法得到的二氧化鋯的比表面積還不夠高，在催化劑應用領域具有局限性。

【發明內容】

本發明提供一種超高比表面積的純單斜相納米級二氧化鋯粉體的制備方法，以解決現有工藝制備的二氧化鋯比表面積低、容易污染環境等問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超高比表面積的純單斜相納米級二氧化鋯粉體的制備方法，包括如下制備步驟：