专利名称：一种泡沫氧化铝的制备方法
技术领域：
本发明涉及泡沫氧化铝的制备方法。
背景技术：
泡沫，是基体内含有气孔的一种新型材料，它的用途十分广泛，主要用于建筑保温 板材、产品包装、铸造消蚀模和电厂等。近年来，在修建高等级公路、铁路等方面也被广泛使 用，而且效果较好，最著名的莫过于用在青藏铁路冻土层及上海F1赛车场的建设过程中。 同时，泡沫材料在军事上用处也很大，现代军事信息化程度高，间谍卫星的使用，使伪装变 得异常重要，而泡沫材料就是既便宜又便于造型的产品。另外，泡沫材料在广告、装潢、艺术 造型、影视拍摄等领域也有非常广泛的用途。 泡沫氧化铝由于具有多孔的特殊结构，因此可以实现集多功能化于一体。泡沫氧 化铝密度小，比强度大，模量高，耐热性和耐高温氧化性优异，热导率小，热膨胀系数低，抗 震性好，在冶金炉、陶瓷烧结炉或其他高温炉中可用作护身衬里的隔热材料。泡沫氧化铝具 有超常的绝缘能力，可用作高温陶瓷绝缘材料，这种材料有可能会替代目前使用的石棉和 其它具有潜在危险的陶瓷纤维。同时，这种泡沫材料还具有其他特殊用途，例如隔音和吸收 空气中的污染物；由于密度小，可以用在对重量有很高要求的应用办法中，在同等重量的情 况下，这种泡沫材料可以提供安全、经济的绝缘作用。 氧化铝的合成方法很多，但目前关于泡沫氧化铝的研究报道并不多。专利 CN101100307A中以禽类蛋壳膜为生物模板合成了多孔氧化铝纳米材料。但是，模板需要 进行复杂的预处理，合成过程中模板浸泡时间长，另需PH值的控制，且产率较低，大约100 克干的蛋膜只可得到5 10克多孔氧化铝，不易实现大规模生产。Nature上的一篇文献 (Macroporous crystalline vanadium oxide foam， 2002， 416， 702)矛艮道将V205与长纟连焼 基胺(^H^NH2、丙酮混合，加入H202后制得泡沫V205，该方法在合成过程中需加入有机反应 物，所用原料价格较贵。Advanced Materials所报道的一篇文章(Macroporous ceramics fromparticle-stabilized emulsions, 2008， 20， 1-5)中用微乳液的方法合成了一系列多 孔金属氧化物，但是此文献所报道的方法步骤繁多，且用时长。反应过程中需加入辛烷等有 机物，球磨过程耗时长(22小时)，另需pH值的调节，干燥需两天至一周的时间，煅烧温度也 较高(誦。C )。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的泡沫氧化铝的制备方法。该方法与上述制备方法 相比，具有非常显著的优点和效果，使用原料品种少，原料易得，价格便宜，成本低，且未引 入任何杂质离子；产率高；反应步骤简单，不需进行提纯处理即可得到纯度高、比表面积大 的泡沫氧化铝；反应无需大型专业设备，易于实现大规模工业化生产。
本发明的制备方法包括以下步骤 1)室温下将硝酸铝和柠檬酸以1 : 1的摩尔比例溶解到水中，搅拌形成无色澄清溶液，硝酸铝和柠檬酸的浓度为0. 5 2. 5mol/L ; 2)将步骤1)所得的澄清溶液置于烘箱中150 20(TC下反应8小时，得到黄色泡 沫中间体； 3)将步骤2)所得泡沫中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得到泡沫氧化铝，淡黄色。 本发明中室温指10 30。C。
本发明的效果和优点 1)使用原料品种少，成本低，且未引入任何杂质离子； 2)采用本发明的方法得到的泡沫氧化铝孔径分布均匀，比表面积大(21. 4m7g)， 纯度高，产率高； 3)本发明的方法简单易行，无需进行任何提纯处理，原材料及溶剂是大规模工业
化商品，价廉易得，能耗低，设备与工艺简单，易于实现大规模工业化生产。 以下结合附图和实施例进一步对本发明进行说明。
图1是对应实施例1所得泡沫氧化铝的XRD衍射图谱； 图2是实施例1所得泡沫中间体(a， b)及泡沫氧化铝(c)的照片； 图3是实施例1所得泡沫氧化铝的N2吸附-脱附曲线及孔径分布图。氮气吸附_脱
附由Micromeritics Tristar-3000型吸附仪测定，样品预先在20(TC下抽空处理5h， N2为
吸附质(-196t:下吸附)，比表面积用BET方法计算，孔径分布用BJH方法计算。
具体实施例方式
本发明中制备泡沫氧化铝的方法，制备步骤包括 i)室温下将硝酸铝和柠檬酸以i : i的摩尔比例溶解到水中，搅拌形成无色澄清
溶液，硝酸铝和柠檬酸的浓度为0. 5 2. 5mol/L ; 2)将步骤1)所得的澄清溶液置于烘箱中150 20(TC下反应8小时，得到黄色泡 沫中间体； 3)将步骤2)所得泡沫中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得到泡沫氧化铝，淡黄色。 实施例1 在lOOmL烧杯中，称取等摩尔量的硝酸铝和柠檬酸，加入蒸馏水，硝酸铝和柠檬酸
的浓度均为2. 5mol/L，形成无色澄清溶液；将烧杯置于20(TC鼓风干燥箱中8小时，得黄色
泡沫状中间体；将此中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得淡黄色蓬松产物，即为所得泡
沫氧化铝。 实施例2 在lOOmL烧杯中，称取等摩尔量的硝酸铝和柠檬酸，加入蒸馏水，硝酸铝和柠檬酸 的浓度均为2. Omol/L，形成无色澄清溶液；将烧杯置于18(TC鼓风干燥箱中8小时，得黄色 泡沫状中间体；将此中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得淡黄色蓬松产物，即为所得泡 沫氧化铝。
实施例3 在lOOmL烧杯中，称取等摩尔量的硝酸铝和柠檬酸，加入蒸馏水，硝酸铝和柠檬酸
的浓度均为1. 5mol/L，形成无色澄清溶液；将烧杯置于15(TC鼓风干燥箱中8小时，得黄色
泡沫状中间体；将此中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得淡黄色蓬松产物，即为所得泡
沫氧化铝。 实施例4 在lOOmL烧杯中，称取等摩尔量的硝酸铝和柠檬酸，加入蒸馏水，硝酸铝和柠檬酸 的浓度均为0. 5mol/L，形成无色澄清溶液；将烧杯置于15(TC鼓风干燥箱中8小时，得黄色 泡沫状中间体；将此中间体在IOO(TC的温度下煅烧4小时，得淡黄色蓬松产物，即为所得泡 沫氧化铝。
权利要求
制备泡沫氧化铝的方法，其特征在于包括以下步骤1)、室温下将硝酸铝和柠檬酸以1∶1的摩尔比例溶解到水中，搅拌形成无色澄清溶液，硝酸铝和柠檬酸的浓度为0.5～2.5mol/L；2)、将步骤1)所得的澄清溶液置于烘箱中150～200℃下反应8小时，得到黄色泡沫中间体；3)、将步骤2)所得泡沫中间体在1000℃的温度下煅烧4小时，即得淡黄色泡沫氧化铝。
全文摘要
本发明提供了一种泡沫氧化铝的制备方法。本方法包括以下步骤将硝酸铝、柠檬酸和水按照一定比例均匀混合，形成无色澄清溶液；在150～200℃温度下，溶液中物质发生反应，形成黄色泡沫中间体；将泡沫中间体经高温煅烧即得淡黄色泡沫氧化铝。本发明制备方法简单，原料价廉易得，制备出的泡沫氧化铝孔径分布均匀，比表面积达21.4m2/g，设备与工艺简单，易于实现大规模工业化生产。
文档编号C01F7/30GK101717105SQ20091027266
公开日2010年6月2日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者张礼知, 李朋娜 申请人:华中师范大学