[发明专利]一种解决纳米材料高温煅烧团聚的方法

摘要

本发明提供了一种解决纳米材料高温煅烧团聚的方法，将纳米材料超声分散于水中配置成悬浊液，将作为分散剂的水溶性高聚物溶解于水中配制成溶液，然后把两种分散体系在室温下搅拌均匀后放入干燥箱中烘干，得到纳米材料和高聚物分散剂的干燥共混物，于特定气氛下的管式电阻炉中煅烧令其性能发生预期的改变，再将其置入马弗炉内于在空气中煅烧，除掉高聚物分散剂在纳米材料表面生成的包覆物，得到分布均匀，无团聚的纳米材料。作为分散剂的聚合物可溶解在廉价无毒的水中，大大减少了工业生产的成本且环保。高聚物分散剂的溶液与纳米材料的悬浊液很容易实现均匀共混，无需长时间大强度的机械搅拌。该方法在防止纳米材料于高温煅烧中团聚方面具有普遍意义。

主权项

1、一种解决纳米材料高温煅烧团聚的方法的步骤和条件如下：1)将纳米材料超声分散于水中，得到浓度为2-200mg/mL的悬浊液；所述的纳米材料为氧化锌纳米粒子、铝掺杂氧化锌纳米粒子、镓掺杂氧化锌纳米粒子、铟掺杂氧化锌纳米粒子、氧化铟纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、氮化钛纳米粒子或碳化钛纳米粒子，纳米材料的形貌为直径是5-100nm的零维纳米晶体或直径为5-100nm、长径比为1∶3—1∶30的一维纳米晶体；2)将高聚物分散剂溶解于水中，配制成浓度为30—2000mg/mL的溶液，所述的高聚物分散剂为固态聚乙二醇、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮中的一种；溶解聚乙烯醇的温度为80-100℃，在室温下溶解其他的高聚物分散剂；3)将步骤1)所述的纳米材料的悬浊液和步骤2)所述的高聚物分散剂的溶液混合并在室温下搅拌1-24h，然后将其放入干燥箱中于60-200℃烘干，时间为10h-72h，得到纳米材料和高聚物分散剂的干燥共混物；所述的纳米材料和高聚物分散剂在该混合体系中的质量配比为1∶9-9∶1；4)将步骤3)得到的干燥共混物，在特定气氛下的管式电阻炉中于200-1300℃煅烧0.5-12h，煅烧后的产物自然冷却至室温，然后将其置入马弗炉内于300-500℃在空气中煅烧0.5-3h，除掉高聚物分散剂经无氧气氛煅烧后在纳米材料表面生成的包覆物，得到无团聚的纳米材料；所述的特定气氛为氢气、氩气、氮气和氨气中的一种或两种；或者将步骤3)得到的干燥共混物在200-1300℃的空气或氧气中煅烧0.5-12h，便可使高聚物分散剂变成气体将其直接除掉，得到无团聚的纳米材料。