探索螺旋通道型旋转床（rbhc）制备纳米水合氧化铝和氧化铝

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1、螺旋通道型旋转床(RBHC)制备纳米水合氧化铝和氧化铝作者：指导老师：系别：专业：研究方向：论文评阅人：答辩委员会主席：申请学位级别：学位授予单位：李友凤周继承教授化工学院化学工程化学反应工程工学硕士湘潭大学论文提交日期：二00四年十一月一蔓摘要氢氧化铝工业中所称的氧化铝水合物是典型的两性化合物，具有化学稳定性好、无毒无味、不挥发等物理化学性质，可作为催化剂、阻燃剂、磨料及涂料等在化学、药品、塑料、耐火材料及电子产品等方面有着广泛的应用。纳米级活性氢氧化铝阻燃剂是合成材料无卤阻燃剂之一，它具有阻燃、消烟、填充三大功能，在燃烧时无

2、二次污染。纳米拟薄水铝石胶溶性好，具有触变性凝胶的特点，广泛地应用于催化、精密陶瓷、耐火材料等领域。目前，制各纳米氢氧化铝的方法有多种，但因成本高及设备要求较高而不便于工业化。螺旋通道型旋转床超重力碳分法能结合铝厂实际情况，利用中间产物NaAl02溶液及C02废气作为反应原料，是成本最低的工艺路线。螺旋通道型旋转床(RBHC)是一种离心力场强化传质的新型高效的传质一反应装置，具有比传统的气液反应设备体积小、操作强度大、体积传质系数大的特点。螺旋通道型旋转床超重力法是利用RBHC产生的比地球重力场加速度高得多的超重力环境，极大地强

3、化传质一反应过程，在分子尺度上有效地控制化学反应与结晶过程，从而获得粒度小、分布均匀的高质量纳米颗粒。本文主要做了以下的研究：通过实验，研究了螺旋型通道床超重力法纳米拟薄水铝石和氢氧化铝粉末的合成，分析讨论了拟薄水铝石和氢氧化铝粉形成机理和工艺条件，考察了老化、添加表面活性剂、原料浓度、气液比、转数及碳化温度对拟薄水铝石粉体粒径的影响；并系统地研究了NaAl02溶液浓度、转数、气液比及温度等工艺参数在合成氢氧化铝过程中对碳化时间的影响；并做了螺旋通道型旋转床超重力法与传统搅拌槽反应法的对比实验。利用XRD和TEM等测试方法对产品

4、进行了分析表征，结果表明本法可制得平均粒径约lOnm，纤维状的纳米拟薄水和球形颗粒的氢氧化铝纳米粉末。超细氧化铝在催化、阻燃、隔音、绝缘、精细陶瓷等方面都具有特殊的用途，因而氧化铝纳米粒子的制备具有重要意义。文中研究了在一定的温度下焙烧纳米拟薄水铝石粉末制各纳米y-Al。03，高温下焙烧氢氧化铝合成Ⅱ一A1。03纳米粉末。本文提出了一条新的制备纳米水合氧化铝的方法以及合成氧化铝的研究。该方法原料成本低，生产工艺简单，无污染，产品性能好，具有很好的经济效益和环境效益。为我国氧化铝生产提供了一条新路径。关键词：螺旋通道型旋转床，超重

5、力方法，纳米，拟薄水铝石，氢氧化铝，机理，氧化铝AbstractAluminumhydroxide，whatiscalledaluminahydrateinindustry,istypicalsexescompound，Whichhasphysicschemicalpropertiesofgoodchemicalstability，nonpoisonousandtasteless，unvolatilizing，etc．，SOthereisextensiveapplicationinsuchaspectsaschemistry，m

6、edicines，plastics，refractorymaterialandelectronicproductascatalyst，fire—retardantpharmaceutical，abrasiveandcoating，etc．．Nanometeractivealuminumhydroxideisoneofnonhalidfire—retardantcompositivematerialswiththreemajorfunctionsoffire—retardant，eliminatingsmoke，packingan

7、dthereisnosecondarypollutionwhileburning．nano-pseudoboehmiteiswidelyappliedtosuchfieldsasthecatalysis，accurateceramics，refractorymaterial，etc．becauseofitsfinedissolvingandcharacteristicofsexchangeofgel．Atpresent，therearemanykindsofpreparationforaluminumhydroxide，whic

8、hareinconvenientonindustrializationbecauseofhi曲costsandequipmentexpectingmuch．Thecarbonationmethodfromsodiumaluminatessolutionandca