[发明专利]空心球形莫来石及其制备方法与应用

说明书

一种空心球形莫来石及其制备方法与应用，属于陶瓷材料技术领域。该空心球形莫来石的制备方法采用铝盐溶液与有机硅氧烷水解液，按照一定比例混合，经过乳化形成油包水结构，再煅烧得到空心球形莫来石。本发明制成的空心球形莫来石球形度高、粒径稳定、纯度高。

技术领域

本发明涉及的是一种陶瓷材料领域的技术，具体是一种空心球形莫来石及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，空心微球已成为一种新型材料。针对于氧化铝微球的研究居多，莫来石空心球鲜有研究。莫来石具有轻质，韧性好，高的比表面具有特殊性能及应用。在化工，生物与医药行业都有重要的应用，例如：可以作为隔热，轻质结构，颜料，雷达隐身材料，隔音，催化剂载体等。目前做空心的无机微球的方法有很多种，例如：喷雾干燥，模板法，超声法，熔融法等。但这些方法大多存在成球效率低、成品质量不可控、能源消耗高等问题。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明由此而来。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种空心球形莫来石及其制备方法与应用，采用无模板法，无需模板的引入和去除，制成的空心球形莫来石球形度高、粒径稳定、纯度高。

本发明涉及一种空心球形莫来石的制备方法，包括以下步骤：

S1，分别配置铝盐溶液和硅溶胶前驱体；

铝盐配置：按铝盐与去离子水重量比例1:3～1:10，将铝盐溶解去离子水中，得到铝盐溶液；

硅溶胶前驱体配置：按有机硅氧烷与酸性水溶液重量比例1:2～1:8，将有机硅氧烷加入酸性水溶液中，得到硅溶胶前驱体；

S2，硅铝复合溶液配置：将步骤S1制得的铝盐溶液与硅溶胶前驱体按比例混合，得到硅铝复合溶液；

S3，空心球形莫来石合成：将步骤S2制得的硅铝复合溶液加入油相中，形成油包水结构，搅拌一段时间后，加入碱性pH调节剂进行固化，继续搅拌一段时间，得到球形粉体分散液；从球形粉体分散液中分离得到固形物，之后30～70℃加热烘干，再加热升温至700～1000℃烧结，得到空心球形莫来石。

优选地，铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中至少一种。

优选地，步骤S2中，有机硅氧烷包括正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丁酯、甲基三甲氧基硅烷中至少一种；酸性水溶液中含有有机酸、无机酸中至少一种；有机酸包括醋酸、草酸、甲酸中至少一种；无机酸包括硝酸、硫酸、盐酸中至少一种。

优选地，步骤S2中，铝盐溶液与硅溶胶前驱体按铝硅摩尔比例2：1～4：1混合；优选地，按摩尔比例3:1混合。

优选地，步骤S3中，形成油包水结构后搅拌5～30min，加入碱性pH调节剂进行固化后继续搅拌2～4h。

优选地，碱性pH调节剂包括氨水、乙二胺、三乙醇胺中至少一种。

优选地，步骤S3中，分离的具体操作：球形粉体分散液过滤，接着多次水洗，最后再次过滤。

优选地，步骤S3中，升温速率为1～10℃/min，烧结时间为1～10h。

本发明涉及一种空心球形莫来石，采用上述方法制备，粒径D50为1～500μm，比表面积为50～250m²/g。

本发明还涉及上述空心球形莫来石在隔热材料或催化剂载体中的应用。

技术效果

与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：