[发明专利]纳米Al(OH)3球准气相法连续制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于颗粒合成领域，特别涉及一种纳米Al(OH)₃球准气相法连续制备方法及装置。

背景技术

Al(OH)₃经过高温焙烧能够制成Al₂O₃，而高纯超细Al₂O₃粉，由于具有高强度、高硬度、抗磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、绝缘性好等优异特性，已在生物陶瓷、精密陶瓷、化工催化剂、荧光粉、集成电路芯片、航空光源器件等方面得到了广泛应用。Al(OH)₃也是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂，它不仅阻燃，还可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，广泛应用于热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业；Al(OH)₃亦可用作医药用铝胶原料，催化剂及其载体，净化剂，人造玛瑙、人造石等。

目前，合成Al(OH)₃球的主要技术有：铝盐沉淀法、醇铝水解法(醇铝气溶胶水解法)、乳化法等。这些方法的优点是可以精确控制化学组成，颗粒成分均匀，颗粒尺寸均匀性较好，能够获得纳米球形颗粒，设备相对简单(醇铝气溶胶水解法除外)，操作温度不高；缺点是非连续化生产、工艺过程复杂，成本高且有环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米Al(OH)₃球准气相法连续制备方法及装置。该方法及装置克服了现有技术的缺陷，能够得到纳米Al(OH)₃球。通过对此法合成的纳米Al(OH)₃球进行适当的后序处理，有望得到纳米Al₂O₃球。

本发明的目的是这样实现的：

一种纳米Al(OH)₃球准气相法连续制备方法，该方法的具体步骤为：

步骤1，在缓冲瓶中装入适量蒸馏水，在颗粒收集器中装入适量无水乙醇；开启第一个阀门和第三个阀门，关闭第二个阀门和第四个阀门；

步骤2，将质量浓度25％的AlCl₃·6H₂O溶液加入到密闭的雾化器中，液面高度应低于雾化发生器上部的出汽管口下沿，开启超声雾化头使AlCl₃·6H₂O溶液在室温、室压下雾化，待雾汽充满雾化器后；

步骤3，开启真空泵，对装置系统抽真空，雾汽开始流入反应器；

步骤4，开启NH₃气瓶，向反应器内输送NH₃气，AlCl₃·6H₂O溶液雾滴与NH₃气发生准气相沉淀反应，反应生成的Al(OH)₃球停留在反应器中不流出；反应30分钟后，开启第二个阀门和第四个阀门，关闭第一个阀门和第三个阀门；

步骤5，在负压系统下，生成的纳米Al(OH)₃球被自动输运到颗粒收集器中。

所述装置系统的真空度为0.08-0.095MPa；NH₃气流量为50-70L/h。

一种纳米Al(OH)₃球准气相法连续制备装置，该装置主要包括雾化发生器、反应器、缓冲瓶、颗粒收集器、真空泵、NH₃气瓶六部分；雾化发生器内有一个超声雾化头，雾化发生器上部的出汽管与反应器下部的进汽管通过胶管连通；反应器的三个进气管通过四通管和胶管与NH₃气瓶连通，在四通管与NH₃气瓶之间连接一个NH₃气流量计；反应器上部的出气管通过三通管和胶管与带第三个阀门的缓冲瓶进气管和带第四个阀门的颗粒收集器进气管连通，带第一个阀门的缓冲瓶出气管和带第二个阀门的颗粒收集器出气管通过三通管和胶管与真空泵连通。

该装置各部件的尺寸参数如下：H＝300mm，H₁＝10mm，H₂＝140mm，H₃＝10mm，H₄＝80mm，H₅＝160mm，H₆＝40mm；d₁＝15mm，d₂＝d₄＝d₅＝10mm，d₃＝20mm；L₁＝18mm，L＝40mm；D＝50mm；θ＝45°。