[发明专利]一种纳米尺寸铝粉末的制备方法

说明书

技术领域

本项发明涉及纳米尺寸金属粉末的制备方法。具体地说通过金属有机中间体(或金属有机化合物)真空热解得到纳米尺寸的金属粉末。

背景技术

纳米材料科学是21世纪最有发展前途的新兴学科之一，受到世界各国的广泛重视。如何将金属材料纳米化是各国化学家关注的课题。

当金属粒径由微米尺寸减小到纳米尺寸后，表面原子数目大大增加，表面积、表面能也大幅度增大，出现了一些新的动力学特性，化学反应活性显著提高。我们的研究结果表明：纳米尺寸Mg粉与市售的商品相比，化学反应活性提高2个数量级。(Zhang Y K，Liao S J，Fan Y H，et al.，J.Nanoparticle.Res.2001，3：23-26)。

纳米材料的制备通常分为物理和化学方法。化学法主要通过适当的化学反应，从分子、原子出发制备纳米材料。目前尚未见到通过铝有机中间体(或铝有机化合物)的真空热解制备纳米铝粉末方法的报道。

金属铝具有广泛的用途，可用于制造轻合金，用于航空制造业。将一些纳米尺寸铝粉末添加到火箭的固体燃料推进剂中，可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率。纳米铝粉将在航空、冶金等领域中有很好的应用前景。

发明内容

本项发明的目的是提供一种在0～50℃和常压的条件下，在有机溶剂中，钛系金属催化剂作用下，金属铝与萘、蒽等多环芳烃生成金属有机中间体，然后将其在40-85℃，真空或氩气保护下热解得到纳米尺寸金属铝粉末的制备方法。

本项发明方法可用反应式表示为：

Al+xC₁₀H₈+yTHF→Al·xC₁₀H₈·yTHF→Nano-Al+xC₁₀H₈+yTHF

有机溶剂是甲苯、甲乙酮、正丁醚、异戊醚、四氢呋喃或1，4-二氧六环中的任意一种。优选的是四氢呋喃。

优选的钛系催化剂是四氯化钛。

有机配体是萘或蒽等多环芳烃中的一种，优选的是萘。

纳米尺寸铝粉末活性很高，遇到空气很快氧化。

附图说明

图1是纳米尺寸铝粉末的透射电镜照片。

具体实施方式

下面通过具体方法对本项发明提供的纳米尺寸金属铝粉末的制备方法作进一步说明。

将商品片状金属铝锯成屑状，称取约1.0g(37mmol)、萘4.7g(37mmol)置于一个反应瓶中，加入20mL四氢呋喃，油浴恒温45℃，打开电磁搅拌器，使其于常压下反应，两天后有黑色的萘-铝金属有机中间体生成。一周后将其转移到反应瓶中，进行真空热解(40-85℃)，当萘全部升华后，瓶底留下黑色的金属铝粉末。所有反应均在惰性气体保护下进行。用日本理学JEM-1200EX透射电镜测定基本颗粒尺寸在5～40nm范围内。XRD粉末衍射仪测定铝为面心立方晶体。