[发明专利]一种制备锌铝氧化物纳米粉体的方法

说明书

一、技术领域：本发明涉及一种制备锌铝氧化物纳米粉体的方法，属于粉末冶金技术领域。 

二、背景技术

锌铝氧化物(Zinc Aluminum Oxide即ZnAl₂O₄，简称ZAO)是一种n型透明导电氧化物材料，因具有大的载流子浓度和光学禁带宽度，而表现出优良的光电特性，是现代光电子产业的基础材料，更由于ZAO薄膜所用原材料锌铝资源丰富、成本低廉、无毒、热稳定性和化学稳定性好等优点，被认为是目前最有发展潜力的透明导电材料之一，已经被应用于太阳能电池，液晶显示，防静电特殊功能窗口涂层及其他光电器件领域中。 

目前，国内外制备纳米粉体的方法很多，主要有均相共沉淀法、水溶液共沉淀法、电解法，溶胶—凝胶法、喷雾热分解法和机械研磨法等。在这些方法中，液相法是工业上制备超细粉应用最广泛的，其基本方法是选择一种或多种可溶性金属盐，按成分计量配成溶液，使各元素呈离子或分子态，再用一种沉淀剂，将所需物质均匀沉淀、结晶出来，经脱水或者加热等过程而制得超细粉。而水溶液化学共沉淀法是引人注目的一种方法，该方法采用从外部加沉淀剂，其工艺简单、周期短，操作方便，对设备的要求不高，投资少，生产成本低，较适合于大规模生产而被广泛采用，但这种方法在具体的制备过程中存在着突出的团聚现象，即纳米粒子重新团聚成较大的粒子。对于n型透明导电材料锌铝氧化物纳米粉体的制备，目前公知的主要制备方法有均相共沉淀法、水溶液共沉淀法、固相反应法和溶胶—凝胶法等。许丽等(化学与生物工程.2006，23(9)：15-17.)以Zn(Ac)₂.2H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O、柠檬酸和乙醇等为原料，采用溶胶-凝胶法制备了平均粒径为22nm灰白色的纳米ZAO复合粉体。Wei Shao等(JournalofUniversity of Science and Technology Beijing，2006，13(4)：346-349.)以Al(NO₃)₃·9H₂O、Zn(NO₃)₂·6H₂O和NH₄HCO₃为原料，采用化学共沉淀法在800℃煅烧1.5h制备了平均粒径为21.3nm、比表面积为3.62m²/g的ZAO纳米粉体。刘秀兰等(西安工业学院学报。2006，26(1)：60-63.)以乙酸锌、硝酸铝、硝酸镧溶液、聚乙二醇、氨水和乙醇等为原料，采用共沉淀-超临界流体干燥法制备掺镧的平均粒径为20nm的ZAO纳米粉体。这些方法存在加热温度高，保温时间长，工艺过程放大难，能耗高，需添加有机试剂等实际问题。 

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种制备锌铝氧化物纳米粉体的方法。以硫酸锌(ZnSO₄·7H₂O)、硫酸铝(Al₂(SO₄)₃·18H₂O)为原料，以氨水、氢氧化钠(NaOH)、碳酸铵(NH₄)₂CO₃为沉淀剂，以无水乙醇(CH₃CH₂OH)为稳定剂和脱水剂，去离子水为溶剂，在30-60℃的温度下进行超声化学共沉淀反应，保温陈化，离心分离，再经洗涤、微波干燥和煅烧，制备锌铝氧化物纳米粉体。所制得的锌铝氧化物纳米粉体粒径为15-30nm，比表面积为40-75m²/g，粉体颗粒呈球状，产品纯度高，分布均匀，分散性及光电性能好。 

本发明按以下步骤完成。 

1)取硫酸锌和硫酸铝分别加入去离子水，升温至30-55℃，持续搅拌至硫酸锌和硫酸铝完全溶解，制得硫酸锌和硫酸铝水溶液；