[发明专利]一种纳米铝粉的制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米铝粉的制备方法，通过将原料铝盐在溶剂中均匀混合，并在保护剂的条件下制取纳米铝粉。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱、扫描电镜、热重分析等方法对得到纳米铝粉末进行表征。本发明提供的方法操作简单，所需原料简单，产量大，所制得的纳米铝粉粒径小。

技术领域

本发明涉及纳米粉体的分离技术，特别涉及一种纳米铝粉的制备方法。

背景技术

纳米铝作为一种新型的材料，其主要应用领域有三个方面，其中包括火箭推进剂、火炸药、太阳能电池铝背场。这三方面对于国家军事的发展和经济的发展具有非常重大的意义。纳米铝材料可以使导弹以及鱼雷在目标采取躲避措施前就能够以非常快的速度进行攻击，并可以使发射药的燃烧率达到当前发射药的10倍，可以使子弹攻击的速度更快。

目前看来国内外关于对纳米铝粉在含能材料方面的应用己经取得了非常大的进展。与普通的铝粉相比，纳米铝粉具有燃烧快速、放热量大的优点，若在固体的燃料推进剂中添加1％质量比的超微铝或者镍颗粒，燃料的燃烧热可以增加1倍。国外曾有研究报道，在HTPB复合推进剂中，加入20％A lex(ARGON IDE公司产品)，与同样含量德普通铝粉比较，燃烧速率可提高70％。在炸药中加入高热值的金属粉末也是提高炸药作功能力的途径之一。含铝炸药作为一类密度高、爆热高、威力大炸药，已经被广泛应用于水中的兵器和对空武的器弹药中，纳米铝的制备和应用研究影响到我国国防建设的进一步发展和高科技产品的逐渐开发。

从国内以及国外的研究工作来看，关于纳米铝制备方法的研究论文非常的少，其所用的方法主要还局限于物理法，其中包括蒸发冷凝法、线爆炸法、脉冲激光剥蚀法和电弧放电法，这些方法的使用存在能耗较大，设备的要求较高，粒子粒径不规则等缺陷。近年来由于溶液化学法具有工艺简单，设备投资小，微结构均匀可控等优点，引起了研究者的广泛关注。

一般的制备的纳米铝的溶液化学法存在的缺点是制备过程中产物易被氧化，易发生团聚，以及容易包覆副产物LiCl杂质等。

因此，发展新型的低成本、产量大以及不易团聚的粒径小纳米铝制备方法具有极其重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过使用溶液化学法，将原料氢化铝锂加入苯甲醚中超声溶解；将原料三氯化铝加入苯甲醚中超声溶解，使之在苯甲醚中均匀混合，并在保护剂的条件下，反应制取纳米铝。通过控制反应条件，可以得到粒径不同的纳米铝粉，并通过使用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱、扫描电镜、热重分析等方法对纳米铝粉进行表征，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供一种纳米铝粉的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，称取铝盐以及溶剂I于反应容器中，任选进行混合；

步骤2，将步骤1的体系进行反应；

步骤3，后处理，得到纳米铝粉。

步骤1中，

所述铝盐为水或有机溶剂中可溶的铝盐，优选单一铝盐或铝与碱金属复合盐，更优选三氯化铝或氢化铝锂；

所述溶剂I为极性有机溶剂，优选醚类溶剂，例如苯甲醚、苯乙醚、二苯醚，更优选苯甲醚。

还加入保护剂，所述保护剂有机膦化合物，如烷基膦，芳基膦，烷基芳基膦，优选为芳基膦，更优选为三苯基膦。

所述铝盐与助剂的摩尔比为氢化铝锂:三氯化铝：助剂＝(2～6):1:(3～25)，优选为(3～5)：1：(5～20)。

所述混合方式包括搅拌或者超声振荡，优选超声振荡，使得混合均匀。