[发明专利]一种类球形纳米氧化铝的制备方法

说明书

本发明属于纳米材料领域，提供了一种类球形纳米氧化铝的制备方法，制备过程为：称取一定量浓度为0.1～0.3mol/L的硫酸铝溶液，在超声条件下加入一定量的尿素溶液和CTAB，充分溶解后在40～90℃水浴恒温搅拌，保温反应10～30min，再加入氨水调节溶液PH为8～9，继续水浴搅拌60～90min，接着在室温下陈化90～120min；完成后离心，离心产物在60～90℃干燥8～12h，于550～650℃下煅烧1～3h得到目标纳米氧化铝。本发明制得的Al₂O₃纯度高，相组成均一，粒径分布窄且分散性好，具有较高的填充性和流动性，能有效提高导热填料中的填充率。该制备方法简单易操作，生产成本低，对环境友好。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，特别是涉及一种类球形纳米氧化铝制备方法。

背景技术

随着科技的发展和人类社会的进步，尤其是5G，物联网的出现，使得电子器件朝着小型化、和微型化方向发展。然而，这一趋势会直接导致电子器件功率密度和工作温度的升高。如果电子器件的热量未能及时散出，不仅会显著降低其性能，而且严重时还会导致设备故障、报废，而且大多数的电子器件使用高分子聚合材料进行封装，虽然高分子聚合物具有良好的绝缘性、耐化学腐蚀和成型简单等特点，但是高分子聚合的导热性很差，那么当电子器件更加密集化时，它工作时所产生的温度将会增加。所以，改善聚合物材料的热导性能是研究人员所密切关注的问题。最简单的方式就是高分子聚合物中添加一定量的导热填料，它的导热率上升，能明显的改变了高分子聚合物的导热性能。如此，导热填料的设计与制备将是电子封装领域的一项重要技术。

氧化铝是一种优质的导热填充材料，相比其他导热填料，氧化铝价格便宜，来源非常广泛，应用范围广如陶瓷、催化剂及催化剂载体、半导体、光学材料、复合材料等领域。球状纳米氧化铝，具有较高的填充率和流动性能，高导热性能、耐腐蚀、强度高、硬度高、小尺寸等优良特性。使得球状纳米氧化铝的制备成为材料领域的热点之一。目前，微米级球形氧化铝已经出现在很多研究工作和实际生产中，但是纳米级球形氧化铝仅仅在小型化学实验(如溶胶凝胶法)中可以制备出来，大规模的工业化推广存在诸多困难。

发明内容

针对以上难题，本发明提供了一种类球形纳米氧化铝的制备方法，以十八水合硫酸铝为原料，氨水为沉淀剂，通过超声、水浴、陈化、离心、煅烧等处理手段，制备出了纳米氧化铝。解决了纳米级氧化铝球形化的制备问题，同时该方法工艺简单，生产成本低，且不会污染环境。

具体的，本发明提供的类球形纳米级氧化铝制备方法，具体按照如下步骤实施：

S1：将配置好的尿素溶液在超声环境下缓慢加入到硫酸铝溶液中，再加入表面活性剂持续超声；

S2：将S1所得的溶液在水浴温度为40-90℃下恒温搅拌10～30min，接着加入氨水继续搅拌60～90min，调节溶液PH至8～9。室温下陈化90～120min，去除上清液，剩余溶液离心；

S3：将S2所得的离心产物放入培养皿中，在60～90℃的干燥箱中干燥8～12h得到前驱体，再经电阻炉550～650℃高温煅烧1～3h得到所述类球形纳米氧化铝。

优选的，在步骤S1中，铝源为十八水合硫酸铝；

优选的，在步骤S1中，铝离子和尿素摩尔比为1：1～1.5，更优选为1：1；

优选的，在步骤S1中，CTAB的加入量为溶液质量分数的0.2%；

优选的，在步骤S1中，加入CTAB后继续超声5min；

优选的，在步骤S2中，水浴搅拌的温度为60℃；

优选的，在步骤S2中，加入的氨水为4ml；

优选的，在步骤S3中，所述烘干在精密鼓风干燥箱80℃下进行12h；

优选的，在步骤S3中，所述煅烧在箱式电阻炉650℃下持续2h。