[发明专利]一种纳米级核壳结构铝热剂及其制备方法

摘要

本发明提供了一种纳米级核壳结构铝热剂及其制备方法，该方法以纳米级铝粉为Al源，通过特殊的还原‑氧化法路线制备纳米级核壳结构超级铝热剂。该铝热剂的化学通式为MOx/2@Al，其中M为Fe、Co、Ni、Cu、W、Pb、Bi、Mo中的一种，X为M的价态，X＝2‑4；该核壳结构中Al核的粒径为10～500nm，MOx/2包覆层厚度和Al粒子半径的比值为0.05～0.5；该铝热剂MOx/2@Al的比表面积为200‑280m2/g，热值为3126～4236J/g，点火温度为200～532℃。本发明所提供的制备方法具有简便易行、经济环保的特点，制备的纳米级核壳结构铝热剂具有单位质量热值高、分散性好、点火温度低、活性高等性能特点。

主权项

一种纳米级核壳结构铝热剂的制备方法，具体步骤如下：A.将还原性溶剂与去离子水按照10～1:1的体积比充分混合，并超声0.5～1小时，形成无色澄清的还原溶液A；所述的还原性溶剂是正丁醇、环己醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,4丁二醇或戊二醇；B.将金属M盐溶于还原溶液A中，得到溶液B，溶液B中Mx+的浓度为0.01～0.5mol/L，x为相应金属阳离子的价态，x＝2‑4；酸根离子为Cl‑、SO42‑、NO3‑中的一种；所述的金属M盐中M代表Fe、Co、Ni、Cu、W、Pb、Bi、Mo中的一种；C.按照Mx+/Al摩尔比为3：x的比例，将Al粉分散于溶液B中，超声0.5～2小时，形成稳定的悬浊液C，转移至三口烧瓶中，置于‑4～0℃的冰盐浴中搅拌10～30分钟；所述的Al粉为纳米级Al粉，Al粉的粒径范围为10～500nm；D.配置浓度为0.05～1mol/L的还原剂，在1000～2000转/分的搅拌条件下逐滴滴加到悬浊液C中，还原剂的加入量是使悬浊液C中金属M盐完全反应的化学计量，滴加完毕后在60～120℃水域条件下晶化0.5～6小时；再加入与上述反应体系等体积的低密度醇进行稀释，冷却至室温，过滤，用去离子水洗涤滤饼至中性，在40～80℃烘箱中干燥12～24小时得到MOx/2@Al纳米级核壳结构铝热剂；所述的还原剂为水合肼、KBH4或NaBH4中的一种；所述的低密度醇为甲醇或乙醇。