專利名稱：水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁粉生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水溶液中鋁陽極消耗法電解生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法。
背景技術(shù)：
納米級鋁粉或超細鋁粉是高能固體推進劑常用的助燃劑，具有十分重要的地位。目前鋁粉的制備主要是機械粉碎方法和熱物理方法，如高能球磨方法，氣流粉碎方法，電阻、等離子體、高頻感應、通電、電子束加熱蒸發(fā)冷凝法，金屬絲電爆炸法，弧光放電法等等。這些方法設(shè)備投資大，制備條件苛刻。在進行大規(guī)模生產(chǎn)時必然造成成本高的致命缺陷。
化學法生產(chǎn)超細鋁粉可降低生產(chǎn)成本。目前化學方法主要有氧化還原法，熱分解方法等。但是這些方法要么是在惰性氣體或高真空度條件下進行，要么是在經(jīng)過除水除氧的有機溶劑中進行，制備條件要求極其苛刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種設(shè)備簡單、條件溫和、生產(chǎn)成本低的水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法。
為達上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，以鋁片為陽極，石墨碳棒、鉑片或玻碳電極為陰極，在堿性、中性或酸性水溶液中進行電解。
所述的堿性溶液為氫氧化鈉或硫化鈉的水溶液；中性溶液為氯化鈉、碘化鈉或溴化納的水溶液，酸性溶液為硫酸、磷酸、檸檬酸、乳酸、草酸或鹽酸的水溶液。
鋁片厚度為200-300微米。
本發(fā)明以鋁片為原料、以普通酸、堿、鹽水溶液為電解液進行電解作業(yè)，原料便宜、設(shè)備簡單、條件溫和，極大地降低了生產(chǎn)成本和操作難度，易于大規(guī)模生產(chǎn)，經(jīng)濟實用性強。所得產(chǎn)物的粒徑可通過電解質(zhì)的種類、濃度、以及電解電壓等來控制，如酸性溶液中得到微米級別的塊狀或片狀鋁粉，中性溶液得到球形納米納米超細顆粒，堿性溶液中可得到形狀不規(guī)則的納米顆粒。


圖1為實施例1所得產(chǎn)品(塊狀鋁粉)的掃描電鏡照片；圖2為實施例2所得產(chǎn)品的XRD圖譜，所制鋁粉為立方晶相鋁；圖3為實施例2所得產(chǎn)品(微米級塊狀鋁粉)的掃描電鏡照片；圖4為實施例3所得產(chǎn)品(納米級鋁粉)的掃描電鏡照片；圖5為實施例4所得產(chǎn)品(納米級鋁粉)的掃描電鏡照片。
具體實施例方式
實施例1、水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，在500ml燒杯中配制1MH2SO4水溶液，并加入10g NaCl于燒杯中作為電解液。鋁片作為陽極，使用前先剪成5×10cm的長條，依次在重量百分比濃度5％的NaOH溶液中(溫度為50℃)浸蝕1min，水洗，然后浸入體積分數(shù)為6％HNO3溶液中(溫度為20℃)30s，水洗。玻碳電極為陰極，使用前用拋光粉拋光。電極放入電解液后不斷攪拌，穩(wěn)定電壓在9V電解，約2小時后電解完畢。原來的澄清透明溶液呈暗灰色渾濁液。將所得溶液進行真空抽濾，真空干燥后保存，為灰黑色粉末。
實施例2、本實施例中，在500mL燒杯中配制0.7M鹽酸水溶液作為電解液，鉑片電極為陰極，使用前用鹽酸水溶液清洗。其他同實施例1，最后得灰黑色粉末。
實施例3、本實施例中，在500ml燒杯中配制0.5M氯化鈉水溶液作電解液，鉑片電極為陰極，電解時間9小時。其他同實施例1，最后得灰黑色凝膠。
實施例4、本實施例中，在500mL燒杯中配制0.5M氫氧化鈉水溶液作電解液，石墨碳棒電極為陰極。電解過程1.5小時。其他同實施例1，最后得黑色粉末。
為了更好地理解本發(fā)明制得的Al超細微粒的結(jié)構(gòu)性能特征，在X’PertPro X射線粉末衍射儀上表征樣品的晶體結(jié)構(gòu)，在JEM-2010投射電子顯微鏡下進行形貌觀察。
權(quán)利要求
1.水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，其特征在于，以鋁片為陽極，石墨碳棒、鉑片或玻碳電極為陰極，在堿性、中性或酸性水溶液中進行電解。
2.如權(quán)利要求1所述的水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，其特征在于，所述的堿性溶液為氫氧化鈉或硫化鈉的水溶液；中性溶液為氯化鈉、碘化鈉或溴化納的水溶液，酸性溶液為硫酸、磷酸、檸檬酸、乳酸、草酸或鹽酸的水溶液。
3.如權(quán)利要求1所述的水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，其特征在于，鋁片厚度為200-300微米。
全文摘要
水溶液中鋁陽極消耗法生產(chǎn)鋁微米或納米顆粒的方法，以鋁片作為陽極，石墨碳棒、鉑片或玻碳電極作為陰極，在各種酸性、中性、和堿性水溶液中電解制備鋁超細顆粒，包括微米顆粒和納米顆粒。本發(fā)明原料便宜，制備條件溫和、簡單，粒徑可控。成本低，設(shè)備和操作簡單，可形成大規(guī)模生產(chǎn)，經(jīng)濟實用。
文檔編號C25C5/02GK1974867SQ20061012828
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月28日
發(fā)明者張治軍, 宋美榮, 徐淑麗 申請人:河南大學