[发明专利]一种纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米复合材料的制备方法，尤其是涉及一种纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料的制备方法。

背景技术

纳米复合材料(nanocomposites)的主要特征是复合体系中的一个或多个组分至少有一维以纳米尺寸(小于100nm)均匀地分散在另一组分的基体中，有时又称为混杂材料或杂化材料。

目前氧化物纳米复合材料所用的载体可以分为两类，即天然的纳米载体和人工合成的纳米载体，由于人工合成的纳米载体(如碳纳米管、空心纳米球等)制备工艺相对复杂，成本一直居高不下，且产率低，氧化物分布不均匀，效果较差，无法规模化生产，故仅停留在实验阶段。天然的纳米载体是指结构中含有纳米孔尺寸的结构单元，在纳米氧化物的制备中可以将无机纳米氧化物分散在纳米结构单元中，此类材料应用最多的是各种层状硅酸盐，如蒙脱土和高岭土等。这种方法首先是工艺简单，成本低；其次纳米氧化物容易控制尺寸，团聚不显著；再者，容易规模化批量生产，比较具有实际意义。如中国专利CN2005100353818报道了一种天然纳米孔载体用于制备聚合物复合材料的方法；陈天虎等人在[硅酸盐通报，2005，2，P123]中报道了一种凹凸棒负载纳米银复合抗菌材料制备方法；朱海青等在[矿产保护与利用，2006，1，P23]中报道了一种凹凸棒负载铜抗菌剂的研制，但是这些技术均存在流程复杂，成本高且有效率低的共性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流程简单、成本低廉、有效率高的纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料的制备方法，首先选用20nm左右内孔直径、长度500-1000nm的纳米硅铝管(见申请人于2007年11月2日申请、申请号为200710189888.8、发明名称为《纳米硅铝管材料的生产方法》的发明专利申请)为原料，配置浓度为0.1-2mol/L的金属盐溶液等体积浸渍，静置6-10小时后，在60-100℃条件下干燥14-24小时，然后加入与纳米硅铝管等体积的0.1-1mol/L的氨水溶液或碳酸铵溶液或磷酸二氢氨溶液进行固定，静置6-10小时后，在60-100℃条件下烘干处理14-24小时，取出经粉碎、球磨处理后，即可得到氧化物90％以上存在于纳米管中且具有复合效应的成品纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料。

对于其中一些金属盐，在经粉碎、球磨处理后，在300-900℃条件下煅烧2-6小时，又可得到一种新的纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料。

所述的纳米硅铝管为采用天然矿物资源环生产出来的低成本、高产率的硅铝纳米管，具有高岭土结构，其化学成分为：AI₂O₃：30-40％，SiO₂：40-50％，K₂O＜0.5％，Na₂O＜.033％，Fe₂O₃＜0.33％，其余为水分。

所述的金属盐溶液浓度为0.4-0.8mol/L时效果会更好；所述的金属盐为硝酸铜、硝酸铁、硝酸锌、硝酸镍、硫酸钛、硝酸银、硝酸钴、硝酸镁、硝酸镧、硝酸铈、硝酸锆、硝酸锑、硝酸钙、硝酸铋、硝酸钇、硝酸锶、硝酸铬、硅酸钠、硝酸锰或硝酸钒，当然所用的金属盐溶液并不局限于此。

所述固定溶液氨水或碳酸铵或磷酸二氢氨的浓度为0.1-0.4mol/L效果更好。

所述的煅烧温度为400-750℃，最好为400℃、500℃、750℃。

本发明的优点在于采用成本低廉的纳米硅铝管为原料，通过简单的负载工艺，即可制备出多种纳米硅铝管复合金属氧化物功能材料。整个制备流程简单，成本低廉，有效率高。

具体实施方式

实施例1：

取纳米硅铝管4kg，按照吸水率100％配置0.5mol/L的硝酸铜或硝酸铬或硅酸钠或硝酸镧或硝酸铈溶液进行等体积浸渍，静置6小时后在60℃条件下进行干燥处理，干燥时间24小时得到粉体；按照吸水率100％配置0.1mol/L氨水液体等体积浸渍上述粉体，静置6小时后在80℃条件下进行干燥处理，干燥时间24小时，取出后进行粉碎、球磨后在400℃条件下进行煅烧处理6小时，得到纳米硅铝管复合纳米氧化铜或纳米硅铝管复合纳米氧化铬或纳米硅铝管复合纳米氧化硅或纳米硅铝管复合纳米氧化镧或纳米硅铝管复合纳米氧化铈功能材料。

实施例2：