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氧化铝球的制备方法和优缺点

2020-09-19 14:38:23 益达滤材氧化铝球 阅读

粉体球化方法包括物理方法和化学方法。按照不同的物质聚集方式,可将制备球形氧化铝的方法系统地分为气相法、液相法和固相法三大类。

1、球磨法

球磨法是常见的制备超细氧化铝粉体的方法,通常利用球磨机的转动或振动,原料被磨料撞击、球磨和搅拌,大粒径的粉体被细化为超细粉体。

制得的球形氧化铝粉体颗粒的尺寸大小主要取决于原材料的颗粒状态和制备工艺。

优点:操作简单,成本低廉,产量高。

缺点:制得的球形粉体颗粒的表面相对粗糙,导致比表面积增大,增大了粉体活性,从而容易出现颗粒间团聚现象,不适合制备具有高质量要求的球形粉体颗粒。2、均相沉淀法

均相溶液中的沉淀过程是晶核形成,然后聚集长大,后从溶液中析出的过程,通常是非平衡态的,但如果能够使沉淀剂在均相溶液中的浓度降低,甚至是缓慢的生成,那么就会均匀的生成大量的微小晶核,终形成的细小沉淀颗粒会均匀的分散在整个溶液当中,而且会在相当长的时间内保持一种平衡状态,这种获得沉淀的方法称为均相沉淀法。对于均相沉淀法,如果得到的沉淀颗粒的尺寸在胶体粒子的范围内,那么此法也称为溶胶凝胶法。

优点:均相沉淀法比较温和,球形率高,平均粒径 400nm~10μm,纯度低,分散性好。

缺点:为了获得球形粉末,通常必须使用硫酸铝为原料,因此在煅烧阶段会产生有害的硫化物。烧结后有团聚,多孔道。

3、溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是用醇盐或者无机盐经过水解或者聚合作用形成前驱体溶胶,然后再醇洗、陈化后煅烧得到氧化铝粉体,使用此方法要控制体系的 pH和反应物浓度。

优点:均匀性好、化学纯度高等优点。

缺点:制备工艺较为复杂,成本较高。

4、溶胶-乳液-凝胶法

这种方法是在溶胶凝胶法的基础上发展起来的,早期,溶胶凝胶法多用来制备氧化铝溶胶,更多的是研究所得胶体的组织结构,逐渐地,此法成为制备超细粉体的常用方法,为了得到球形的粉体颗粒,人们利用油相和水相间的界面张力制造微小的球形液滴,使溶胶粒子的形成及凝胶化都被限定在微小的液滴中进行,终获得球形的沉淀颗粒。

在溶胶-乳液-凝胶法中,为了形成乳浊液,使用了大量的有机溶剂和表面活性剂,乳浊液中的球形粉末的分离过程繁琐,并且在干燥和煅烧阶段不容易保持粉末的球形。

5、滴球法

滴球法是将氧化铝溶胶滴入到油层(通常使用石蜡,矿物油等)中,靠表面张力的作用形成球形的溶胶颗粒,随后溶胶颗粒在氨水溶液中凝胶化,后将凝胶颗粒干燥、煅烧形成球形氧化铝的方法。这种方法是对溶胶-乳液-凝胶法在工艺上的进一步改进,将乳液技术应用于溶胶的老化阶段,并且保持油相不动,省去了粉体与油性试剂的分离处理。

优点:这种方法通常用来制备粒径较大的球形氧化铝,主要应用于吸附剂或催化剂载体。

缺点:使用热油和必须保持溶胶长时间滴落是滴球法的缺点。

6、模板法

模板法是以球形原料作为过程中控制形态的试剂,产物通常空心,或者是核壳结构。使用了富集羧酸盐的碳质微球,制备了空心球形氧化铝。

7、气溶胶分解法

气溶胶分解通常是以铝醇盐为原料,利用铝醇盐易水解和高温热解的性质,并采用相变的物理手段,将铝醇盐气化,然后与水蒸汽接触水解雾化,再经高温干燥或直接高温热解,从而实现气-液-固或气-固相的转变,终形成球形氧化铝粉体。由雾化部分和反应部分组成的复杂的实验装置是这种方法的关键。

8、喷射法

喷射法制备球形氧化铝的实质是在较短的时间内实现相的转变,利用表面张力的作用使产物球形化,根据相转变的特点又可以分为喷雾热解法,喷雾干燥法和喷射熔融法。

气溶胶分解法和喷雾法适用于生产微米级到级球形氧化铝粉末,虽然反应设备复杂,但容易实现工业化。

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