一种具有纳米孔结构的刚玉-莫来石复相陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种具有纳米孔结构的刚玉-莫来石复相陶瓷材料的制备方法。本发明所提出的制备方法采取首先制备正硅酸乙酯水解液，然后在水解液中分散纳米氧化铝粉体，经溶胶-凝胶、老化、溶剂置换、干燥等过程制备出铝硅复合气凝胶。并将铝硅复合气凝胶热处理得到纳米孔结构的刚玉-莫来石复相陶瓷材料。本发明的制备方法简单可行，制备出的纳米孔刚玉-莫来石复相陶瓷材料与气凝胶材料结构类似，但具有更高的使用温度，有望在高温隔热、催化剂载体等领域得到广泛的应用。

主权项

一种具有纳米孔结构的刚玉‑莫来石复相陶瓷材料的制备方法，首先以正硅酸乙酯、无水乙醇、干燥控制化学添加剂、去离子水为原料，在酸性催化剂催化的条件下制备出正硅酸乙酯水解液；其特征在于：将纳米Al2O3粉体均匀分散在正硅酸乙酯水解液中，所述纳米Al2O3：正硅酸乙酯摩尔比=2.5~3，用碱性催化剂进行催化反应，使得水解液发生缩聚反应；体系凝胶；所得湿凝胶经静置老化、无水乙醇溶剂置换后，在常压或者超临界条件下干燥得到铝硅复合气凝胶；铝硅复合气凝胶在1100~1300℃热处理后，得到具有纳米孔结构的刚玉‑莫来石复相陶瓷材料；所述方法包括下列步骤：1）正硅酸乙酯水解液的制备将正硅酸乙酯、无水乙醇、干燥控制化学添加剂、去离子水、酸按摩尔比为1:4~10：0.2~0.8：3：0.001~0.01配比混合，在酸的催化反应下得到正硅酸乙酯水解液；2）纳米Al2O3粉体在水解液中的分散按Al2O3：正硅酸乙酯摩尔比=2.5~3，将纳米Al2O3粉体均匀分散在正硅酸乙酯水解液中，得到铝硅复合气凝胶前驱液；3）凝胶与老化处理在碱性催化剂催化条件下，碱性催化剂、正硅酸乙酯摩尔比为0.001~0.4:1，铝硅气凝胶前驱液发生缩聚反应，前驱液凝胶；所得湿凝胶置于无水乙醇中老化，使缩聚反应充分进行，凝胶骨架增强；4）溶剂置换与干燥处理将湿凝胶置于无水乙醇中浸泡，利用扩散作用逐步置换、分离湿凝胶中的残余水分，最终得到醇凝胶；醇凝胶经常压或超临界干燥后得到铝硅复合气凝胶；5）热处理铝硅复合气凝胶经1100~1300℃热处理后，即得纳米孔径的刚玉‑莫来石复相陶瓷材料。