Способ получения наночастиц оксида алюминия

Изобретение относится к получению ультрадисперсного порошка оксида алюминия, используемого для формирования нанорельефа в микроканале, в качестве гидрофильного покрытия, подложки для катализаторов.

Известен способ (Патент № RU 2386589, опубл. 20.04.2010) согласно которому изделие получают путем смешения порошкообразного альфа-оксида алюминия с органическим полимерным гелем. Форму заполняют полученной смесью. Далее нагревают смесь до температуры 700-1500°С и проводят спекание в одну стадию до полного испарения и выгорания органического полимерного геля и обеспечения прочного сцепления частиц исходного порошкообразного алюминия между собой.

Недостатком способа является необходимость добавления полимерного геля в порошкообразный оксид алюминия и получение сцепленных частиц в виде агломератов.

Известен способ получения ультрадисперсного порошка (нанокристаллов)оксида алюминия Al₂O₃ (Патент №RU 2424186, опубл. 20.07.2011 г.) 1. Согласно данному способу производят смешение алюминия с целлюлозой (ватой) в воде до образования однородной дисперсной фазы.. Дисперсную фазу отфильтровывают и нагревают до 500÷850°С. Полученный агрегированный оксид алюминия помещают в автоклав, в котором осуществляют гидротермальную обработку в кислой среде, содержащей водный раствор кислоты с концентрацией 0,08÷2,20 мас. %, при температуре 180÷220°С в течение 4÷26 часов. Полученный наноразмерный бемит сушат и прокаливают при 800÷850°С в течение 2÷3 часов. При этом получают наночастицы размером меньше 100 нм.

Недостатком данного способа является необходимость обработки десперсной фазы в кислой среде и автоклаве, на что уходит значительное время.

Техническая задача изобретения состоит в упрощении и уменьшении

количества производимых операций при получении ультрадисперсного порошка (наночастиц) оксида алюминия Al₂O₃.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе получения наночастиц оксида алюминия, заключающемся в том, что растворяют соль алюминия в дистиллированной воде, смешивают раствор с целлюлозой и сушат при температуре 50-100°С до образования однородной дисперсной фазы, согласно изобретению, полученную дисперсную массу нагревают до 1200°-1300°С в течение 30-60 минут на воздухе до полного разложения продукта в виде однородного бело-серого порошка. После порошок растворяют в воде и полученный раствор фильтруют от остатков угля и крупных продуктов разложения.

На фиг. 1 представлен вид слоя из наночастиц, полученных по предлагаемому способу и нанесенных высушиванием раствора на металлической подложке.

На фиг. 2 представлен вид слоя тех же наночастиц после термической обработки.

Приведенные ниже примеры демонстрируют применение предлагаемого способа на практике:

Пример 1. 50 г соли алюминия растворяют в 100 мл дистиллированный воды, после чего полученный раствор смешивают с 20 г целлюлозы. Целлюлозу сушат и нагревают на воздухе до 1200°С выдерживая по достижении данной температуры в течении 30 минут. После полного разложения полученный продукт растворяют и фильтруют от продуктов горения. На выходе получается 30 г наночастиц оксида алюминия.

Пример 2.

150 г соли алюминия растворяют в 0.5 л дистиллированной воды, после чего раствор смешивают с 50 г 100% целлюлозы и сушат на воздухе до полного удаление воды. Целлюлозу помещают в муфельную печь и нагревают до 1000°С до полного разложения. Продукт измельчают и растворяют в дистиллированной воде. Раствор фильтруют от агломератов. На выходе получается около 100 г наночастиц.

Благодаря предлагаемому способу сокращается процесс получения продукта за счет исключения стадии обработки в автоклаве в кислой среде.

При этом возможно проводить процесс получения алюминия Al₂O₃ при низком давлении. Упрощение процесса достигается также за счет отказа от добавления полимерного геля.