溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望

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1、·54·中固有色冶金B卷研究开发篇·新技术开发溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望郭学益，郭秋松(中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙410083)[摘要】溶液雾化氧化法是一种很有前途的精细粉体材料制备方法，与传统的液相化学合成制备技术相比，其流程简单、过程受控、成本低廉、环境友好。本文简要介绍了溶液雾化氧化法制备精细粉体材料的工艺特点，概述了该方法在制备镍钴金属各类精细粉体上的应用，并对该工艺的未来发展进行了展望。【关键词】溶液雾化氧化法；精细粉体材料；化学合成【中图分类号】TFI23．7f文献标识码】A【文

2、章编号】1672—6103(2010)04—0054—05有色金属产品种类多、应用领域广、关联度大，的，如金属锌高温密闭蒸发冷凝法制备涂料用超细在社会发展中发挥着重要的作用，在国民经济中有锌粉；后者成粉过程是以流态化化学反应为基础，产着举足轻重的地位。精细粉体材料作为有色金属重物经凝聚后物理收集得到目标产品，如金属锌蒸气要的应用形式，其清洁高效制备方法研究受到广泛高温氧化反应制备高纯氧化锌粉体。近年来又出现关注与重视。尤其是随着现代技术的发展，一些高了一些新型气相制粉技术，如化学气相沉积法新尖端科技领域，如催化

3、剂、能源转换储存、电子电(CVD)、等离子体法等。气相法制备精细粉体材料路、航空航天等，对高性能精细粉体材料的需求日益过程反应快，生产效率高，但气相反应过程控制难度增长，对其的物化性能要求表现为多样性与苛刻性，较大、所需装备较复杂，其应用领域受到一定限制。因此精细粉体的合成与应用研究已成为当前的热点液相湿化学制粉是当代工业领域应用最广、产量最课题。大、基础理论及应用研究最活跃的精细粉体材料产品制备方法，其典型的工艺有沉淀法、置换法、溶液1精细粉体材料传统制备工艺概述电解法、溶液气体还原法。尽管这四种方法工艺原精

4、细粉体材料是指化学组成和形貌结构均可人理差异大，基本操作单元不相同，但均包含粉末从溶为调控的高性能功能粉体，它的特征包括化学组成液取出的液固两相分离过程，都要通过粉末收集、洗准确均匀化、微观形貌超细可控化、宏观性质功能优涤、干燥或煅烧、粉碎、筛分等系列单元过程来实异化。当前针对精细粉体材料的研究十分活跃，从现。液相湿化学制粉具有制粉效率高、过程易受控历年来大量的研究报道中可以看出，对精细粉体的的优点，但也存在制备过程工艺复杂、制备成本较研究首先是着重于发展各种新的精细粉体制备方高、金属回收率低、操作繁杂、产物易

5、团聚、阴离子洗法。涤困难、原辅材料消耗大、污染环境等缺陷”。目前已开发的制备各类精细粉体的方法有许多种，按照制备过程中化学反应的形态，可分为固相反2溶液雾化氧化法制备精细粉体材料应法、液相反应法和气相反应法。其中，固相反应法的工艺特点因制备效率低，产物成分不能保证充分地均匀准确，溶液雾化氧化法制备精细粉体材料是一种先进故不适于精细粉体的规模化生产。气相法制备精细的功能粉体材料制备方法，它是以各类金属盐溶液粉体材料典型的工艺有蒸发冷凝法和气相化学反应为原料，在密闭反应器内使其雾化成气溶胶，同时在法，前者仅是通过物

6、理过程达到粉体粒子细化的目高温条件下，气溶胶热分解和氧化反应快速进行，得到目标产物。该方法结合了气相法和液相法相的优【作者简介]郭学益(1966-)，男，湖南人，教授。点，具有制粉效率高、工艺简单、反应进程可控、环境【收稿日期】2010—06一Ol友好的特点，相比液相湿化学制粉方法，没有液固两2010年8月第4期郭学益等：溶液雾化氧化法制备精细粉体材料及展望．55．相分离的繁杂过程，可省去液相法制粉过程中后续3溶液雾化氧化法制备镍钴类精细粉过滤、洗涤、干燥、粉碎和煅烧等步骤。体材料的应用溶液雾化氧化法制备精细粉

7、体的优点表现在：3．1溶液雾化氧化法制备氧化亚镍精细粉体材料(1)制备工艺简单先进。反应一步完成，具有研究表明，制备工艺影响或者决定着材料的结过程可控、金属回收率高、辅料消耗少、制备成本低、构，进而影响材料的性质和用途。传统的氧化亚镍过程连续、制备的粉末颗粒均匀细小等特点。该方粉体制备方法为含镍离子水溶液碳酸盐沉淀煅烧法操作过程简单，效率高。法，流程长、操作繁杂、成本高、原辅料消耗大，尤其(2)产品尺寸形貌可控。通过对工艺条件精确是煅烧过程中需要大量消耗能源，排放二氧化碳等控制，合成的粉末为均匀单分散颗粒，尺寸

8、可控，粒温室气体，不符合发展低碳经济、推崇绿色经济的要径分布窄，外部形貌均匀规整，可作为新型功能材料求。采用溶液雾化氧化法制备氧化亚镍可克服上述的初始原料，适合未来先进功能材料的发展要求。缺陷。(3)粉末产物活性高。由于该方法易精确控制以氯化镍溶液为原料制备镍氧化物超细粉体，产物化学组成，所得粉料均匀，制备过程密闭，反应过程中的化学反应为：选择性好且不会引入其它杂质，高温过程结晶可控N