隨著工業技術的發展,納米粉體的諸多優良性能越來越為更多的人所認識,用途也越來越廣。因此為了制備出更多性能好、成本適宜、易于推廣的納米粉體,制備納米材料的生產工藝成為了人們關注的焦點。
常用的無機材料合成方法中,水熱合成法一直是納米材料合成的重要方法之一,在納米材料、生物材料和地質材料中具有廣泛的應用。其主要步驟是將反應原料配置成溶液在水熱釜中封裝并加熱至一定的溫度,這期間合成體系會維持在一定的壓力范圍內,在這種非平衡態的合成體系內進行液相反應往往能夠制備出具有特殊優良性質的材料。
國內科學家利用氧化石墨烯(GO)呈現出了水熱釜中的流場行為
經過總結的水熱法優點,大致如下:
①明顯降低反應溫度(通常在100~200°C下進行);
②能夠以單一反應步驟完成(不需要研磨和焙燒步驟);
③很好地控制產物的理想配比及結構形態;
④水熱體系合成發光物質對原材料的要求較高溫固相反應低,所用的原材料范圍寬。
不過只看概念,并不能直觀認識到水熱法制備納米材料的優勢。那我們不妨來看看以自創水熱法為核心,專業從事納米材料的研發生產的蘇州優鋯納米材料有限公司他們的產品做得怎么樣。
1、納米氧化鋯
據介紹,優鋯利用水熱法制備的氧化鋯顆粒為球形,原粉粒徑細,可達到納米級,經多次醇洗后無硬團聚;制成的造粒粉無須添加膠黏劑,粒徑均勻。燒結過程不需排膠,燒灼減量小;粉體燒結活性大,燒結密度高,可達6.1g/cm3以上,力學性能良好,燒結后瓷體晶粒小,瓷體透光度與進口粉料相當。
應用上,水熱法納米氧化鋯可以用作壓電陶瓷、陶瓷、陶瓷釉料和高溫顏料的基質材料,普通陶瓷材料的優良增強劑,拋光劑,磨料,隔熱保溫材料,鋰電池正極材料添加劑,催化劑載體,光學玻璃添加劑,陶瓷涂料以及不粘鍋涂料等等。
2、納米氧化鋁
氧化鋁是工業界應用最多的一種陶瓷材料,它的制備可以說是門檻低上限高。納米氧化鋁由于活性高易團聚,所以不宜直接制備,水熱法雖然工藝難度較難,但優點也多,不僅粒子純度高、分散性好,而且晶粒發育完整。
應用上,水熱法納米氧化鋁因為顆粒尺寸小,可以有效降低燒結溫度,明顯提升抗彎、抗壓、斷裂韌性;若用于鋰電池時,納米氧化鋁除了可用作鋰電池電極涂層,起到隔熱、絕緣的作用外,還能應用于改性進尖晶石錳酸鋰材料,生產出的電池可逆容量達到107mAh/克,55C循環200次,容量保持率大于90%,可用于高功率鋰離子電池的材料。另外在鋰電池隔膜上涂上一層納米氧化鋁涂層,還能避免電極之間短路。
3、勃姆石
勃姆石是熱力學的亞穩相,高溫下易脫水形成鋁的氧化物,具有優良的電化學穩定性、絕緣性、耐熱性等,有多種合成路線。其中,水熱法可實現勃姆石形貌、粒度、分散性等精準可控,蘇州優鋯就憑自創水熱法成功開發并批量穩定生產了勃姆石微粉和亞微米勃姆石、納米勃姆石等系列產品,目前該產品線具備3000噸生產能力。
由于具有形貌規整,粉度分布集中、純度高、指標穩定、耐執性能好等優點,水熱法勃姆石可應用于鋰電池陶瓷隔膜涂覆、陶瓷/煅燒氧化鋁的前驅體、催化劑載體前驅體、芯片軟拋、阻燃導熱填料等領域。
4、納米二氧化鈦
納米二氧化鈦有很強的吸收紫外線能力、奇特的顏色反應、良好的熱穩定性、化學穩定性和較好的光學、力學以及電學各個方面的特性,其中銳鈦礦有較高催化效率,金紅石型結構穩定有比較強的覆蓋力、著色力和紫外吸收能力。因此其催化劑載體、紫外吸收劑、高效光敏催化劑、護膚品防曬、塑料薄膜制品、水處理、精細陶瓷等多種領域具有廣泛的應用。
蘇州優鋯的資料顯示,以其自創水熱法制備的納米二氧化鈦粒徑非常小(粒徑小于5納米,而且不團聚),而且分散性能好,把它投到水里輕輕搖一搖,就能立刻融化成透明的液體,可以噴到家具表面,墻體,形成均勻的透明的納米涂層,起到凈化空氣的作用;另外催化活性也很高,經過測試發現比目前市場催化性能較好的納米二氧化鈦的催化活性高30倍。
結語
作為一家長期從事納米材料技術研發和生產的新材料企業,蘇州優鋯對于水熱法的運用已駕輕就熟,從上文中也不難看出,水熱法與其他工藝相比確實存在其獨到的優勢。目前蘇州優鋯憑借其自創水熱法已成功推出了包括納米氧化物、氮化物、石墨烯、溶膠凝膠等不同系列的產品,若您也對這家納米寶藏供應商感興趣,歡迎通過粉體圈與他們取得聯系。
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