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DOI: 10.2240 / azojomo0217

一种制备亚微米氧化铝粉体的新方法

César A. Contreras, Satoshi Sugita, estela Ramos, Leticia M.Torres和Juan Serrato

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AZojomo (ISSN 1833-122X)第2卷2006年6月

主题

摘要

关键字

介绍

实验的程序

结果与讨论

BAS表征

片钠铝石铵结晶

铵型片钠铝石的结晶速率

铵型片钠铝石的相变顺序

α氧化铝表征

结论

确认

参考文献

详细联系方式

摘要

介绍了一种生产亚微米级高纯氧化铝的方法。以含壳聚糖的亚硫酸氢铝为原料,采用均匀沉淀法制备了无定形的碱性硫酸铝(BAS)。这种阳离子聚合物被用作电位分散剂。亚微米BAS由亚硫酸氢铝溶液(铝中0.4 M)衍生而来。BAS粉转变为结晶碱碳酸铝铵(钠铝石铵)用1m碳酸铵溶液在60℃下处理BAS 4 h。铝镁铝铵在1150℃下加热1 h,得到平均粒径为0.42 μm的α氧化铝。

关键字

亚微米α-氧化铝粉末,新生产方法,钠铝酸铵,壳聚糖

介绍

氧化铝一般是c的一种是市面上最纯的陶瓷粉末,粒度为亚微米。亚微米BAS由于其纯度高、形貌呈球形[1],被认为是α -氧化铝前驱体。以尿素为沉淀剂,硫酸铝均匀沉淀法制备了亚微米BAS[2-4]。另一种方法是用甲酰胺在比尿素更低的pH下沉淀BAS,以获得高纯度BAS[5]。最近有人提出用单分散球形粒子[6]酶解尿素,得到BAS。欧洲杯猜球平台

亚微米α氧化铝是通过在1050°C到1300°C范围内加热BAS制备的。当BAS被加热到1300°C时,它分解并生成三氧化二硫到大气中。此外,还有不良的硬质结块由于煅烧温度较高[7]而形成。

从BAS中得到的alpha氧化铝的纯度除了取决于沉淀过程的条件外,还取决于前驱铝盐和沉淀剂的化学纯度。Blendell et al.[5]在阳离子基础上获得了仅含钠、铁和镓的高纯度氧化铝,其浓度在10 μg/g以上。在这种情况下,高钠水平存在于起始材料硫酸铝,并没有通过沉淀分离。另一方面,通过使用高纯度的重结晶铝盐(硫酸盐,氯化物,硝酸盐)获得了高纯度氧化铝。将纯重结晶铵矾煅烧,可得到纯度为99.99%的细晶氧化铝[8]。因此,用高纯硫酸铝铵代替硫酸铝作BAS前驱体可以得到高纯α氧化铝。

在本工作中,硫酸铵作为BAS的前驱体和生物聚合物“壳聚糖”作为electrosteric分散剂在沉淀过程中防止BAS团聚。此外,为了消除因高温加热前驱体而导致的硫酸盐和硬块的形成,BAS转变为结晶的碱式碳酸铝铵(铵钠片铝石)。钠片铝石铵是用碳酸铵水溶液在60°C下处理SBA得到的。用x射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对化合物进行了表征。

实验的程序

在本工作中使用的BAS是通过加热亚硫酸铝水溶液(铝中0.4 M)和壳聚糖(1.0 wt%)。将预先沉淀的碱性硫酸铝用二氧化硫溶解在水溶液中,制备亚硫酸铝溶液。本研究中使用的所有化学品都是J. T. Baker公司的试剂级产品。的碳酸铵(AC)溶液,将适量的碳酸氢铵和氢氧化铵混合,使两种反应物在溶液中的最终浓度均为1.005 M。

通过将BAS与不同量的碳酸铵溶液混合,并在水浴中加热样品,在60℃下加热6 h,研究了结晶性碱式碳酸铝铵的形成。固体通过真空过滤从上清液中分离出来。然后,固体在70°C下干燥24小时,然后进行红外光谱分析。

采用浇注法测定了钠铝土铵的结晶速率1.5克BAS和14毫升AC溶液n锥形烧瓶悬架被加热了将固体从上清液中通过真空过滤分离,并在60°C下干燥24小时,然后用FTIR光谱分析。

阶段测定了钠铝石铵化焙烧过程中的转化顺序一个样品粉末是在铂坩埚和被加热在不同的温度下,浸泡30分钟。用红外光谱和x射线衍射仪测定了煅烧样品中氧化铝的结晶相。

艾尔ph值以钠铝石铵为原料,在室温下加热制备氧化铝1150温度,60分钟。T将He粉磨2 h,然后进行粒度分析。

固体用Ni-filtered CuK进行XRD (Model D-500, Siemens, Germany)表征α辐射。使用KBr颗粒进行红外分析,样品使用FTIR光谱仪(Perkin Elmer, Norwalk, Connecticut, USA, 1600系列FTIR)。粉末的中位粒径和粒径分布由粒径分析仪(LA-300型,Horiba, Irvine, California, USA)测定。

结果与讨论

B作为表征

前驱体BAS(未显示)的XRD图谱表明该固体为非晶态。BAS的FTIR光谱(图1)说明该化合物为水合物,因为在3000 ~ 3700 cm区域有强而宽的吸收带-1吸收带在1655 cm处达到峰值-1(9、10)。此外,强而宽的波段集中在1135 cm处-1小肩高998厘米-1可能会被由于对硫酸盐的吸收(ν3.)和(ν1)分别[9-11)。强而宽的吸收带集中在613厘米处-1可能是由于硫酸盐(ν4), Al-O伸缩振动和Al-OH摆动振动模式的分子水[9,10]。因此,该水合碱式硫酸铝与Brace and Matijevic[2]和Saks[12]所获得和研究的结果非常相似。

壳聚糖阶段并不是检测到红外光谱。红外光谱只显示了与碱性硫酸铝相对应的吸收带

Dawsonite结晶

图1为BAS与10ml碳酸铵在水介质中60℃下反应6h得到的样品FTIR谱图(曲线1b)。1b粉末的FTIR谱图中υ值有所下降3.硫酸盐吸收峰在1135厘米处-1,表明已发生部分硫酸盐消除。此外,在1500- 1400cm范围内有小的吸收峰-1与碳酸盐相对应的是[13]。因此,通过中间的无定形碱式碳酸铝,钡酸钠转化为铵型钠水铝石。

图1红外光谱对应于(a) BAS和(b) BAS用10ml碳酸铵溶液在60°C下处理6h。

当加入11ml AC溶液时,片钠铝石开始结晶(图2a)红外光谱显示,钠铝石吸收峰较小,吸收峰的强度随着AC浓度的增加而逐渐增大,说明在AC浓度较高时发生了广泛的结晶。2c谱对应的固体主要是钠铝石铵[14]。

数字2用不同量的碳酸铵溶液(a) 11 ml, (b) 12 ml, (c) 14 ml,在60°c下处理6 h的碱性硫酸铝的FTIR光谱。

以前的工作显示,BAS的颗粒形态保持到片钠铝石结晶[15]片钠铝石结晶时,颗粒形态由球形变为针状。

结晶R钠铝石铵盐

图3显示了SBA样品在60°C下用14ml AC溶液处理1、2和3h的FTIR光谱。加热1小时的样品显示出与含有少量硫酸盐的非晶相对应的宽峰(图3a)。片钠铝石含量随加热时间的延长而增加(图3b和3c)。最后一个样品的傅里叶变换红外光谱(图3c)显示了清晰的钠铝石吸收峰。因此,在60°C下3h后,片钠铝石结晶完成。

数字3.用14ml碳酸铵溶液在60°C下处理碱性硫酸铝的FTIR光谱:(a) 1h, (b) 2h, (C) 3h。

相转变序列一个mmonium片钠铝石

铝钠土铵是用1.5 g BAS和14 ml AC溶液在60℃下处理制得的4 h。分别在400℃、800℃、1000℃和1150℃加热30 min,确定相转变相序。图4为不同温度下样品的XRD谱图。从BAS到alpha氧化铝的相变顺序为:非晶态、gamma-、theta-和alpha-氧化铝。FTIR分析证实了这一结果,如图5所示。应该提到的是,α -氧化铝可以通过在1130°C加热钠铝石铵获得,而BAS必须在1250°C加热才能获得α -氧化铝相。

数字4.钠片铝石铵在不同温度下加热30 min的XRD谱图:(a) 400℃,(b) 800℃,(C) 1000℃,(d) 1150℃。

数字5.通过(a) 400°C, (b) 800°C, (C) 1000°C和(d) 1150°C在不同温度下加热30分钟获得的固体的FTIR光谱。

α一个流明Characterization

铝铝酸铵在1150°C下加热60 min制备α氧化铝。图6的XRD图谱表明煅烧的材料为α氧化铝。

该粉末含有软团聚体,易于碾磨。经过2 h研磨后,粉末由alpha氧化铝颗粒组成,其中位粒径为0.42 μm,如图7所示。欧洲杯猜球平台

数字6.在1150°C加热60分钟的铵片铝石对应的XDR图。

数字7.在1150°C下加热铵片钠铝石60 min,磨碎2 h制备α氧化铝的粒径分布。

结论

碱式硫酸铝(BAS)与碳酸铵溶液在60℃下反应3h,转化为碳酸氢铝铵(钠铝酸铵)。中间无定形碱式碳酸铝由BAS转化为铵型片钠铝石。这个阶段铵态片铝石向α -氧化铝的转变顺序为:无定形、α -、α -和α -氧化铝。α -氧化铝结晶发生在1130°C。铝镁铝铵在1150°C下加热60 min,可得到中位粒径为0.42的α氧化铝μm。

确认

作者感谢先生。M. C. Fernando de Jesús Amézquita L. for FTIR,Ms。dr . x的M. C. Yolanda Gallaga和Juan Balderas P.先生,感谢他们的技术援助。

参考文献

1.陈志强,“氧化铝的胶态性质”,载《氧化铝化学科学与技术手册》,(Ed. l.d. Hart和E. Lense),美国陶瓷学会,俄亥俄州韦欧洲杯线上买球斯特维尔,(1990)第41-48页。

2.“含水氧化铝溶胶I:窄尺寸分布的球体”。j . Inorg。诊断。化学。35 (1973)3691 - 3705。

3.李文杰,“单分散金属氧化物溶胶的制备与表征”,高分子科学进展,61欧洲杯线上买球(1976)巢族。

4.王志刚,“氧化铝的基本盐的均匀沉淀”,《陶瓷通报》,58[12](1979)1199。

5.王志强,“高纯度氧化铝在硫酸铝溶液中的控制沉淀法”,硅酸盐学报,63[6](1984)797-801。

6.辛普索姆II, C. Habeger, A. rabinoovich and J. H. Adair,“酶催化的无机沉淀的碱性硫酸铝”,J. Am。陶瓷。Soc。81[5](1998) 1377 - 79。

7.m.d. Sacks, T-Y。曾淑英和李淑英。“球形水合碱性硫酸铝的热分解”,《陶瓷通报》,63[2](1984)301-310。

8.j.c abone,“煅烧和高纯氧化铝的生产过程、性能和应用”,《氧化铝化学科学与技术手册》,(Ed. l.d. Hart和E. Lense),美国陶瓷学会,韦斯特维尔,俄亥俄州(1990)第103-105页。欧洲杯线上买球

9.R. A. Nyquist和R. O. Kagel,“无机化合物的红外光谱”,纽约学术出版社,(1971)。

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12.m.d. Sacks, T-Y。曾淑英和李淑英。“球形水合碱性硫酸铝的热分解”,《陶瓷通报》,63[2](1984)301-310。

13.C. J. Serna, J. L. White和S. L. Hem,“含碳酸盐抗酸剂的结构调查”,《药学杂志》,67[3](1978)324-327。欧洲杯线上买球

14.丁二醇-三(仲丁醇)铝在离子和非离子介质中的水解,”粘土和粘土矿物,25(1977)284 -391。

15.Ca .孔特雷拉斯E拉莫斯,年代杉和JSerrato。”碳酸铝作为氧化铝前体”,出版中,(陶瓷学报(2003),美国陶瓷学会Westerville,俄亥俄州

详细联系方式

塞萨尔·a·康特拉斯

CIQI,瓜纳华托大学
Noria Alta s/n, Noria Alta上校
瓜,矩形脉冲断开。
墨西哥。c . p . 36050

电子邮件:(电子邮件保护)

Satoshi杉

CIQI,瓜纳华托大学
Noria Alta s/n, Noria Alta上校
瓜,矩形脉冲断开。
墨西哥。c . p . 36050

Esthela拉莫斯

CIQI,瓜纳华托大学
Noria Alta s/n, Noria Alta上校
瓜,矩形脉冲断开。
墨西哥。c . p . 36050

Leticia M.Torres

CIDEMAC, F.C.Q.
Universidad Autónoma de Nuevo León
格雷罗·普罗索,蒙特雷n.l.
墨西哥。C.P. 64570

电子邮件:(电子邮件保护)

胡安Serrato

研究所Metalúrgicas
UMSNII
莫雷利亚,密歇根州。
墨西哥。c . p . 58000

电子邮件:(电子邮件保护)

论文发表在《材料与材料加工技术进展》,5[2](2003)36-39。欧洲杯足球竞彩

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