[發(fā)明專利]一種干法制備高純勃姆石的方法及高純勃姆石

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111305575.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN113955779B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁武洋;劉中清;鄧兆敬;趙峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中化學(xué)科學(xué)技術(shù)研究有限公司;中化學(xué)（天津）新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01F7/021
• 分類號(hào): C01F7/021;C01F7/30;C01F7/308;C01F7/306;C01F7/32
• 代理公司: 北京鼎承知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 周娟

本發(fā)明提供一種干法制備高純勃姆石的方法及高純勃姆石，制備方法包括以下步驟：S1.將第一鋁源、第二鋁源、鋁鹽添加劑或鋁鹽添加劑的溶液混合，并且加入或不加入水，控制原料中總共加入的水含量小于15wt％，其中，第一鋁源為氫氧化鋁、擬薄水鋁石中的一種或兩種的混合；第二鋁源為鋁氧化合物；鋁鹽添加劑為無機(jī)鋁鹽、有機(jī)鋁鹽中的一種或兩種的混合；S2.將步驟S1得到的混合物于高壓釜中升溫至170?250℃，然后反應(yīng)4?60h，得到高純勃姆石。該制備方法具有低能耗、低成本、易操作的優(yōu)點(diǎn)，制備得到的勃姆石純度高、形狀規(guī)整、結(jié)晶度高、粒度可調(diào)、粒度分布窄。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種干法制備高純勃姆石的方法及高純勃姆石。

背景技術(shù)

勃姆石(γ-AlOOH，γ-Al₂O₃·H₂O)又被稱為軟水鋁石，是一種部分脫水的氫氧化鋁。勃姆石外觀為細(xì)小的白色晶體，屬于正交晶系，具有層狀結(jié)構(gòu)；單一結(jié)構(gòu)層內(nèi)，氧離子(O^2-)以立方密堆積排列在八面體的頂點(diǎn)，鋁離子(Al³⁺)位于八面體的中央，氫氧根(OH^-)位于層狀結(jié)構(gòu)的表面上，層與層之間由氫鍵連接。另外，勃姆石導(dǎo)熱系數(shù)較高，熱穩(wěn)定性好，堆密度較低，并且熱分解會(huì)釋放出水蒸氣，吸收大量熱量，分解產(chǎn)生的Al₂O₃覆蓋于基體表面，可延緩燃燒速率，達(dá)到阻燃效果。因其良好的微觀組織及熱穩(wěn)定性，勃姆石廣泛應(yīng)用于陶瓷材料、半導(dǎo)體材料、涂覆材料、阻燃材料、催化劑及載體等領(lǐng)域；更為值得注意的是，由于勃姆石具有密度低、質(zhì)地軟、導(dǎo)熱性好、和有機(jī)物相容性好等特點(diǎn)，使得勃姆石逐漸取代傳統(tǒng)的Al₂O₃和TiO₂等硬質(zhì)材料用于鋰電池隔膜涂覆；除此以外，使用勃姆石涂覆鋰電池隔膜還能主動(dòng)提升鋰電池安全性能和能量密度，作為新能源電池電芯隔膜、極片涂覆材料的首選材料，勃姆石有非常廣闊的應(yīng)用前景。

勃姆石材料的特性往往因其粒徑和形貌的變化而變化；從廉價(jià)易得的工業(yè)原料出發(fā)制備粒徑小、且形貌各異的高純勃姆石成為目前行業(yè)研究的重點(diǎn)。

在制備高純勃姆石方面，主要依賴于直接使用價(jià)格高昂的無機(jī)、有機(jī)鋁鹽作鋁源，原料成本極高，難以大規(guī)模生產(chǎn)。在勃姆石形貌控制方面，主要采取加入添加劑的形式控制形貌。有使用氯化鎂作為添加劑，可通過控制原料液中氯化鎂含量來控制勃姆石形貌，但產(chǎn)物中引入了鎂離子，最終降低了勃姆石純度；也有通過加入乙酸鈉、磷酸鈉、硝酸鈉等堿金屬鹽作晶型調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)勃姆石晶體形態(tài)的方法，可以得到片狀或顆粒狀的勃姆石；但這些方法操作復(fù)雜，且使用大量堿金屬鹽和堿，洗滌廢水多，且產(chǎn)品中金屬雜質(zhì)殘留量高，往往不能滿足實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種干法制備高純勃姆石的方法及高純勃姆石，該制備方法具有低能耗、低成本、易操作的優(yōu)點(diǎn)，制備得到的勃姆石純度高、形狀規(guī)整、結(jié)晶度高、粒度可調(diào)、粒度分布窄。

為了解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種干法制備高純勃姆石的方法，包括以下步驟：

S1.將第一鋁源、第二鋁源、鋁鹽添加劑或鋁鹽添加劑的溶液混合，并且加入或不加入水，控制原料中總共加入的水含量小于15wt％，其中，所述第一鋁源為氫氧化鋁、擬薄水鋁石中的一種或兩種的混合；所述第二鋁源為鋁氧化合物；所述鋁鹽添加劑為無機(jī)鋁鹽、有機(jī)鋁鹽中的一種或兩種的混合；

S2.將步驟S1得到的混合物于高壓釜中升溫至170-250℃，然后反應(yīng)4-60h，得到所述高純勃姆石。

需要說明的是，本發(fā)明中，所述原料中總共加入的水含量指直接加入的水與鋁鹽溶液中水的總和。