制备勃姆石纳米颗粒的方法及所述勃姆石纳米颗粒的制备装置

技术领域

本发明涉及一种制备勃姆石纳米颗粒的方法及所述勃姆石纳米颗粒的制备装置，更详细地，涉及一种可以以均匀的尺寸连续生产纳米尺寸的勃姆石纳米颗粒的制备勃姆石纳米颗粒的方法及所述勃姆石纳米颗粒的制备装置。

背景技术

无机微粒用于陶瓷材料、电子材料、催化剂、颜料、功能性填料等各种用途。无机微粒可以通过气相法、固相法、共沉淀法、水解法、溶胶凝胶法、热分解法、水热反应法等合成法制备，但在实际工业中通过具有较高的生产效率且几乎没有微粒之间的聚集的水热反应法制备。

另外，作为无机微粒之一的勃姆石颗粒由AlO(OH)或Al

通常，如专利文献1(韩国公开专利公报第10-2017-0112073号)中所公开，勃姆石颗粒是由氧化铝水合物通过水热反应法制备。具体地，勃姆石颗粒通过使用高压釜等间歇式反应器(batch reactor)的间歇式制备工艺制备。向间歇式反应器供应包含氧化铝水合物的混合物之后，将反应器内部进行加温和加压来制备。然而，如上所述的间歇式制备工艺的缺点在于，与连续式制备工艺相比，生产性显著降低，并且需要中断整个工艺以改变所制备的无机微粒的物理性能。

此外，由于在高温和高压条件下通过水热反应进行合成，每次制备时需要将反应器内部再次进行加温至高温并进行加压。因此，生产勃姆石颗粒时，与产量相比，存在消耗的电量非常大的问题。并且，制得的勃姆石颗粒的尺寸非常不均匀，导致质量下降，需要进一步进行附加工艺。

因此，以往，如专利文献2(日本授权专利公报6080317B2)“制备无机微粒的方法”中所公开，将原料进行加压后加温，从而可以连续生产尺寸较均匀的无机微粒，即勃姆石颗粒。然而，通过如上所述的制备勃姆石颗粒的方法制备的勃姆石颗粒的平均粒径为微米尺寸以上，尺寸较大，并且颗粒之间发生相互聚集，从而制得的勃姆石颗粒堵塞工艺线，因此存在需要频繁中断和维修工艺的缺点。

此外，如上所述，由于勃姆石颗粒的平均粒径为微米尺寸，尺寸较大，将该勃姆石颗粒应用于各种材料领域时，分散性降低，因此具有最终产品的质量可能会降低的缺点。

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种可以以均匀的尺寸连续生产100nm以下的勃姆石纳米颗粒的制备勃姆石纳米颗粒的方法及所述勃姆石纳米颗粒的制备装置。

本发明的另一个目的在于提供一种具有均匀的尺寸的勃姆石纳米颗粒。

技术方案

根据本发明的制备勃姆石的方法包括以下步骤：(S1)将包含氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部；以及(S2)将供应到反应部的所述混合物同时或依次进行加温和加压。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S2)可以包括以下步骤：(S2-1)将供应到反应部的所述混合物进行加温；以及(S2-2)将加温的所述混合物进行加压。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S2)中，将所述混合物进行加温的温度可以为80-200℃。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S2)中，将所述混合物进行加压的压力可以为5-15巴(bar)。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述混合物的供应液时空速(Liquid Hour Space Velocity，LHSV)可以为0.01-5小时

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S1)中，所述有机酸可以为(C2-C20)的有机酸。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，在所述步骤(S1)之前，还可以包括以下步骤：(S0)将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以制备所述包含氢氧化铝和有机酸的混合物。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S0)中在所述原料中加入水以使原料反应，并且所述步骤(S0)可以包括以下步骤：(S0-1)在所述原料的反应时去除包含醇的反应副产物。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S0)中，可以通过蒸馏去除所述反应副产物。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S0)中，所述烷醇铝可以由以下化学式1表示。

[化学式1]

Al(O-R)

所述R为(C1-C20)的烷基、(C2-C20)的烯基、(C3-C20)的环烷基、(C6-C20)的芳基、(C1-C20)的烷基甲硅烷基、(C7-C20)的芳基烷基或(C7-C20)的烷基芳基。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S0)中，所述烷醇铝可以为异丙醇铝(Aluminum iso-propoxide)。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S0)中，所述原料的所述烷醇铝:所述有机酸的摩尔比可以为1:0.001至1。

根据本发明的一个实施方案的制备勃姆石的方法中，所述步骤(S1)中，所述氢氧化铝可以是凝胶化(gelation)的氢氧化铝。

根据本发明的勃姆石的制备装置可以包括：预处理部，将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以形成包含氢氧化铝和有机酸的混合物；以及反应部，将从所述预处理部排出的混合物进行加温和加压以制备勃姆石颗粒。

根据本发明的一个实施方案的勃姆石的制备装置中，所述反应部可以包括：加温部，与所述预处理部连接，并且将从所述预处理部排出的混合物进行加温；以及加压部，连接在所述加温部的后端，并且将从所述加温部排出的加温的混合物进行加压。

根据本发明的一个实施方案的勃姆石的制备装置中，所述预处理部中可以在所述原料的反应时通过蒸馏来分离反应副产物。

根据本发明的棒状勃姆石纳米颗粒的平均短轴直径可以为1-10nm，平均长轴长度可以为30-100nm。

根据本发明的一个实施方案的棒状勃姆石纳米颗粒可以通过包括以下步骤的制备方法制备：(S1)将包含氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部；以及(S2)将供应到反应部的所述混合物同时或依次进行加温和加压。

根据本发明的一个实施方案的棒状勃姆石纳米颗粒可以通过所述步骤(S1)之前还包括以下步骤的制备方法制备：(S0)将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应，并且在所述原料的反应时去除包含醇的反应副产物，以制备所述包含氢氧化铝和有机酸的混合物。

根据本发明的一个实施方案的勃姆石纳米颗粒可以满足以下关系式1至关系式4。

[关系式1]

50nm≤D

[关系式2]

0.70≤D

[关系式3]

1.02≤D

[关系式4]

D

所述关系式1中，D

根据本发明的一个实施方案的勃姆石纳米颗粒中，所述勃姆石纳米颗粒的纵横比可以为5至20。

有益效果

根据本发明的制备勃姆石纳米颗粒的方法中，通过将包含氢氧化铝和有机酸的混合物进行加温和加压来制备勃姆石纳米颗粒，从而可以以非常均匀的尺寸连续生产100nm以下的勃姆石纳米颗粒。

此外，根据本发明的制备勃姆石纳米颗粒的方法中，通过调节有机酸的加入量，可以容易调节所制备的勃姆石纳米颗粒的尺寸，而无需中断工艺。

并且，根据本发明的勃姆石的制备装置包括预处理部，从而可以将具有优异的反应活性的包含氢氧化铝的混合物供应到反应部，因此与原料的加入量相比可以具有优异的生产性。

此外，根据本发明的勃姆石纳米颗粒具有非常均匀的纳米尺寸，从而具有高分散性，因此作为高质量的添加剂的可利用性非常高。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的勃姆石的制备装置的示意图。

图2是根据本发明的一个实施方案的勃姆石纳米颗粒的透射电子显微镜图像。

附图标记的说明

10：预处理部

30：反应部

31：加温部

33：加压部

P：勃姆石(纳米)颗粒

a：勃姆石颗粒的短轴直径

b：勃姆石颗粒的长轴长度

具体实施方式

除非另有定义，否则本说明书中使用的技术术语和科学术语具有本领域技术人员通常理解的含义，在以下说明和附图中，将省略可能不必要地使本发明的主旨不清楚的公知的功能和构成的说明。

此外，除非在本文中另有特别说明，否则本说明书中使用的单数形式还可以包括复数形式。

此外，本说明书中在没有特别说明的情况下使用的单位是以重量为基准，作为一个实例，％或比例的单位表示重量％或重量比，除非另有定义，否则重量％表示整个组合物中的任一种成分在组合物中所占的重量％。

此外，本说明书中使用的数值范围包括下限值和上限值以及该范围内的所有值、在定义的范围的形式和宽度中逻辑推导出的增量、其中限定的所有值以及以彼此不同的形式限定的数值范围的上限和下限的所有可能的组合。除非另有特别定义，否则本说明书中由于实验误差或值的四舍五入而可能会产生的数值范围之外的值也包括在定义的数值范围内。

本说明书的术语“包含/包括”是与“具备”、“含有”、“具有”或“特征在于”等表述具有等效含义的开放型记载，并不排除未进一步列出的要素、材料或工艺。

本说明书的术语“棒(rod)状”是指在一个方向上延伸一定长度的形状，并且可以是指具有超过1且小于50的纵横比。

本说明书的术语“凝胶化”可以是指通过水解、缩聚等溶胶-凝胶工艺转变为固相的三维网状组织。

本说明书的术语“勃姆石”由AlO(OH)或Al

通常，勃姆石颗粒通过利用高压釜等间歇式反应器(batch reactor)的间歇式制备工艺来制备。通过向间歇式反应器供应包含氧化铝水合物的混合物之后将反应器内部进行加温和加压来制备。然而，如上所述的间歇式制备工艺的缺点在于，与连续式制备工艺相比，生产性显著降低，并且需要中断整个工艺以改变所制备的无机微粒的物理性能。

此外，由于在高温和高压条件下通过水热反应进行合成，每次制备时需要将反应器内部再次进行加温至高温并进行加压。因此，生产勃姆石颗粒时，与产量相比，消耗的电量非常大，并且制得的勃姆石颗粒的尺寸非常不均匀，导致质量下降，需要进一步进行附加工艺，因此存在工艺效率非常低的缺点。

因此，提出了一种通过将原料进行加压后加温而可以连续生产具有较均匀的尺寸的勃姆石颗粒的技术，但通过如上所述的方法制备的勃姆石颗粒的平均粒径为微米尺寸以上，尺寸较大，并且颗粒之间发生相互聚集。因此，在制备勃姆石的工艺中，不仅存在需要使用单独的分散剂的不便，而且尽管使用分散剂，但制得的勃姆石颗粒堵塞工艺线，因此存在需要频繁中断和维修工艺的缺点。因此，反而使工艺效率进一步降低。此外，由于如上所述的勃姆石颗粒的尺寸较大，将该勃姆石颗粒应用于各种材料领域时，分散性降低，因此具有最终产品的质量可能会降低的缺点。

然而，根据本发明的制备勃姆石的方法包括以下步骤：(S1)将包含氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部；以及(S2)将供应到反应部的所述混合物同时或依次进行加温和加压，其中，通过在反应部中使包含氢氧化铝和有机酸的混合物进行反应，可以以非常均匀的纳米尺寸连续生产勃姆石颗粒。

如上所述的制备勃姆石的方法可以通过调节混合物中的有机酸含量来调节所制备的勃姆石颗粒的尺寸。因此，在较高温和高压条件下制备勃姆石颗粒时，可以通过调节有机酸的加入量来容易调节所制备的勃姆石颗粒的尺寸，而无需中断和重新启动工艺。详细地，通过如上所述的制备勃姆石的方法制备的勃姆石颗粒可以具有100nm以下的最大长度，或者具体可以具有90nm、80nm或70nm的最大长度。

具体地，步骤(S1)是将包含氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部的步骤，与以往不同，通过进一步包含有机酸，可以制备纳米尺寸的勃姆石颗粒。如上所述，可以通过调节混合物中的有机酸含量来调节所制备的勃姆石颗粒的尺寸，具体地，有机酸含量越高，所制备的勃姆石颗粒的尺寸可以越小。

在步骤(S1)中，混合物包含氢氧化铝(Al(OH)

混合物中的氢氧化铝:有机酸的摩尔数比不受限制，只要可以制备纳米尺寸的勃姆石颗粒即可。非限定性地，氢氧化铝:有机酸的摩尔数比可以为1:0.001至1，具体可以为1:0.01至1，更具体可以为1:0.05至0.5。在上述范围内，与有机酸的添加量相比，可以制备纳米尺寸的均匀的勃姆石颗粒，并且可以将勃姆石颗粒尺寸调节为纳米单位。

氢氧化铝(Al(OH)

有机酸可以为(C2-C20)的有机酸，具体可以为选自乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、草酸、苹果酸、酒石酸及柠檬酸中的任一种以上，更具体可以为乙酸或乳酸。乙酸和乳酸可以有利于勃姆石颗粒的均匀性和尺寸调节，并且可以使包含乙酸和乳酸的混合物的水热合成反应更顺利地进行。

通过将包含上述有机酸的混合物供应到反应部，可以制备并连续生产均匀的纳米尺寸的勃姆石颗粒。供应到反应部中的混合物的供应液时空速(LHSV)不受限制，只要可以连续生产即可。此时，供应液时空速是指混合物供应到反应部中的反应区域的速度的数值。供应到反应部中的混合物的供应液时空速可以为0.01小时

通过如上所述的步骤(S1)将混合物供应到反应部，然后通过步骤(S2)使混合物进行水热合成反应，从而制备勃姆石颗粒。

步骤(S2)包括将供应到反应部的混合物同时或依次进行加温和加压的步骤，通过将混合物同时或依次进行加温和加压，可以通过水热合成反应制备勃姆石颗粒。此时，在依次进行加温和加压时，对加温和加压的顺序不作限定。具体地，可以在加温后进行加压，或者可以在加压后进行加温。

加温是指通过加热器等热源提高反应部中的混合物的温度，加温可以是指在没有人工加压的情况下通过热源提高混合物的温度。然而，随着反应部中的混合物的温度升高，即使没有人工加压，反应部中的压力也可以逐渐增加，加温并不排除这种自然的压力增加。

加压是指通过气泵等加压源增加反应部中的内部压力来增加施加到混合物的压力，加压可以是指在没有人工加温的情况下通过加压源增加施加到混合物的压力。然而，随着反应部的内部压力增加，即使没有人工加温，反应部中的温度也可以逐渐升高，加压并不排除这种自然的温度升高。

此外，加压是指在加温后进行加压时施加比通过加温增加的压力更大的压力。

在步骤(S2)中，将混合物进行加温的温度和进行加压的压力不受限制，只要是可以使供应到反应部的混合物进行水热合成反应的范围即可。具体地，在步骤(S2)中，将混合物进行加温的温度可以为80℃以上、100℃以上、200℃以下、180℃以下或上述数值之间的值，具体可以为80-200℃，更具体可以为100-180℃。在步骤(S2)中，将混合物进行加压的压力可以为5巴以上、7巴以上、15巴以下、12巴以下或上述数值之间的值，具体可以为5-15巴，更具体可以为7-12巴。在上述温度和压力的范围内，与用于加温和加压的能量输入量相比，可以顺利地进行水热合成反应，并且可以形成纳米尺寸的勃姆石颗粒。

此外，在步骤(S2)中，反应部中的混合物的停留时间不受限制，只要可以使供应到反应部的混合物进行充分的水热合成反应以制备勃姆石颗粒即可。作为一个具体实例，在步骤(S2)中，反应部中的混合物的停留时间可以为2-20小时，但不限定于此。

如上所述，在步骤(S2)中可以同时或依次进行加温和加压。但是，先进行加温后加压时，可以有利于提高勃姆石颗粒的均匀度。

详细地，步骤(S2)可以包括以下步骤：(S2-1)将供应到反应部的所述混合物进行加温；以及(S2-2)将加温的所述混合物进行加压。即，供应到反应部中的混合物可以在进行加温后加压。与将混合物进行加压后加温的制备方法相比，如上所述将混合物进行加温后加压的制备方法可以制备具有非常均匀的形状和尺寸的勃姆石颗粒。

具体地，对于通过包括步骤(S2-1)和步骤(S2-2)来制备的勃姆石颗粒，在勃姆石纳米颗粒的长轴长度累积分布中20％(D

步骤(S2-1)是将供应到反应部的混合物进行加温的步骤，在步骤(S2-1)中，将混合物进行加温的温度可以为80℃以上、100℃以上、200℃以下、180℃以下或上述数值之间的值，具体可以为80-200℃，更具体可以为100-180℃。

步骤(S2-2)是将步骤(S2-1)中加温的混合物进行加压的步骤，在步骤(S2-2)中，将混合物进行加压的压力可以为5巴以上、7巴以上、15巴以下、12巴以下或上述数值之间的值，具体可以为5-15巴，更具体可以为7-12巴。在步骤(S2-2)中，加压是指施加比通过加温自然增加的压力更大的压力。在步骤(S2-2)中，可以将混合物进行加压的同时冷却。

在步骤(S2)中制备的勃姆石颗粒可以被冷却并作为最终产物排出。

本发明的一个实施方案中，在所述步骤(S1)之前，还可以包括以下步骤：(S0)将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以制备包含氢氧化铝和有机酸的混合物。如上所述的制备勃姆石的方法可以将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，从而可以使步骤(S2)中的混合物的反应活性更优异。

详细地，通过步骤(S0)制备的混合物是包含凝胶化的氢氧化铝和有机酸的水溶液，通过烷醇铝的水解进行氢氧化铝的凝胶化的同时均匀地混合有机酸，因此与现有市售的溶解有氢氧化铝和有机酸的水溶液相比，氢氧化铝和有机酸可以更均匀地混合。因此，步骤(S0)可以将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，使得供应的混合物中发生均匀的反应，从而具有非常优异的反应活性，并且可以制备具有更均匀的尺寸和形状的勃姆石颗粒。

此外，步骤(S0)可以如上所述将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，从而可以精确地调节混合物中含有的有机酸的含量。由此，可以将平均粒径为纳米尺寸的勃姆石颗粒的颗粒尺寸精确地调节为纳米单位。

如上所述，步骤(S0)的原料包含烷醇铝和有机酸，根据所需的勃姆石颗粒的尺寸，可以适当地调节有机酸含量。原料中的烷醇铝:有机酸的摩尔比可以为1:0.001至1，具体可以为1:0.01至1，更具体可以为1:0.05至0.5。在上述范围内，可以使反应副产物最少化，从而容易获得均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物。

在步骤(S0)中，原料的反应为水解反应，可以通过在原料中添加水来进行。烷醇铝与水反应形成氢氧化铝，并且作为反应副产物形成醇等。可以充分加入水以使原料充分水解并在反应后可以获得水溶液相的混合物。具体地，以重量比计，可以在原料中添加10倍至30倍的水，具体为15倍至25倍的水。

在步骤(S0)中，为了原料的水解反应，可以将原料进行加温。将原料进行加温的温度不受限制，只要是可以进行烷醇铝的水解且低于原料的沸点的温度即可，具体可以为80-150℃的温度。

原料中包含的烷醇铝可以由以下化学式1表示。

[化学式1]

Al(O-R)

所述R为(C1-C20)的烷基、(C2-C20)的烯基、(C3-C20)的环烷基、(C6-C20)的芳基、(C1-C20)的烷基甲硅烷基、(C7-C20)的芳基烷基或(C7-C20)的烷基芳基。

详细地，所述烷醇铝可以为选自甲醇铝(Aluminum methoxide)、乙醇铝(Aluminumethoxide)、正丙醇铝(Aluminum n-propoxide)、异丙醇铝(Aluminum iso-propoxide)、正丁醇铝(Aluminum n-butoxide)及叔丁醇铝(Aluminum t-butoxide)中的任一种以上。作为一个实例，所述烷醇铝可以为异丙醇铝。异丙醇铝与水具有优异的反应性，并且在无需其它催化剂和反应物的情况下可以制备氢氧化铝(Al(OH)

有机酸可以是所述步骤(S1)的混合物中含有的有机酸。

如上所述，在步骤(S0)中可以在原料中加入水以使原料反应，并且作为反应副产物可以形成醇等。因此，步骤(S0)可以包括在原料的反应时去除包含醇的反应副产物的步骤。

反应副产物不仅可以包含通过上述烷醇铝的水解反应形成的醇，而且还可以包含未与烷醇铝反应的未反应的水。

在步骤(S0)中，反应副产物的去除不受限制，只要是可以去除醇和水的方法即可。具体地，在步骤(S0)中，反应副产物的去除可以通过利用沸点的蒸馏来进行。通过蒸馏去除反应副产物的方法可以制备去除醇和水的高纯度混合物，因此更有利于步骤(S2)中的混合物的反应，并且可以制备高纯度的勃姆石颗粒。

蒸馏可以在上述原料的水解反应后进行，但与此不同，可以与原料的水解反应同时进行。蒸馏温度优选高于醇的沸点且低于有机酸的沸点，并且可以与上述原料的水解反应温度条件相同。作为一个实例，可以为100-130℃，但不限定于此。

下图1中示出根据本发明的一个实施方案的勃姆石的制备装置。

以下，参照图1，对本发明的优选的实施方案的勃姆石的制备装置进行详细说明，但不限定于此。

参照图1，根据本发明的勃姆石的制备装置包括：预处理部10，将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以形成包含氢氧化铝和有机酸的混合物；以及反应部30，将从所述预处理部10排出的混合物进行加温和加压以连续制备勃姆石颗粒。如上所述的勃姆石的制备装置包括预处理部10，从而可以将具有优异的反应活性的包含氢氧化铝的混合物供应到反应部30。因此，通过勃姆石的制备装置制备勃姆石颗粒时，可以具有非常优异的生产性。

详细地，预处理部10可以通过烷醇铝的水解进行氢氧化铝的凝胶化的同时将供应的有机酸与氢氧化铝均匀地混合。即，通过预处理部10制备的混合物是包含凝胶化的氢氧化铝和有机酸的水溶液，与现有市售的溶解有氢氧化铝和有机酸的水溶液相比，氢氧化铝和有机酸可以更均匀地混合。因此，预处理部10可以将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部。通过预处理部10接收混合物的反应部30中，在供应的混合物中发生均匀的反应，从而具有非常优异的反应活性，并且可以制备具有更均匀的尺寸和形状的勃姆石颗粒。

预处理部10中将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以形成包含氢氧化铝和有机酸的混合物，并且只要形成可以使原料反应的反应空间，则不受限制。如上所述，烷醇铝可以与水反应而发生水解，并且形成氢氧化铝。即，预处理部10中形成可以使包含烷醇铝和有机酸的原料与水进行水解反应的反应空间。预处理部中可以将原料和水分别供应到反应空间中，或者在混合原料和水之后供应到反应空间中。

此外，预处理部10可以是具有加热功能的现有的反应器，以使烷醇铝的水解反应可以顺利进行，并且可以对混合有原料和水的水溶液进行加热。此时，通过调节将混合有原料和水的水溶液进行加热的温度，可以通过蒸馏来分离在原料的反应时形成的反应副产物。

预处理部10中可以进行上述制备勃姆石的方法的步骤(S0)。

反应部30位于预处理部10的后端，通过将从预处理部10供应的混合物进行加温和加压来制备勃姆石颗粒。反应部不受限制，只要可以将混合物进行加温和加压即可，但作为一个具体实例，反应部30可以包括连续式水热反应器。连续式水热反应器可以将从预处理部10供应的混合物进行加温和加压以连续生产勃姆石颗粒。详细地，如上所述的反应部30中可以进行上述制备勃姆石的方法的步骤(S1)和步骤(S2)。

在反应部30的所供应的混合物进行反应的反应空间中进一步设置线(line)型或螺旋(spiral)型等的搅拌机或者填充有搅拌珠，从而可以使反应更均匀且顺利地进行。或者，只要具有高于填充在反应空间内部的珠混合物被颗粒化的合成反应温度的熔点，则不受限制。作为一个实例，可以为玻璃珠(glass-bead)。如上所述的进一步包括搅拌机或玻璃珠的反应部可以使混合物的颗粒化反应更均匀且顺利地进行，而且可以进一步防止颗粒之间的聚集，从而可以制备具有更均匀的尺寸的勃姆石颗粒。

如附图所示，反应部30可以包括：加温部31，与预处理部10连接，并且将从预处理部排出的混合物进行加温；以及加压部33，连接在加温部31的后端，并且将从加温部31排出的混合物进行加压。如上所述的反应部30可以将混合物进行加温后加压，从而可以制备具有更均匀的尺寸的勃姆石颗粒。分别设置有加温部31和加压部33的反应部中可以依次进行上述制备勃姆石的方法的步骤(S2-1)和步骤(S2-2)。

加温部31中可以进行上述步骤(S2-1)，并且只要是可以将混合物进行加温的连续式加热器或反应器，则不受限制。作为一个实例，如附图所示，可以是连续式水热反应器。

加压部33中可以进行上述步骤(S2-2)，并且只要设置有可以将混合物进行加压的加压器，则不受限制。加压部可以将在加温部中加温的混合物进行加压的同时冷却，并且最终可以排出纳米尺寸的勃姆石颗粒。

以下，参照图1，对通过本发明的一个实施方案的勃姆石的制备装置制备勃姆石的方法进行详细的说明。

首先，可以在预处理部10中加入水溶液，所述水溶液是在烷醇铝:有机酸的重量比为3至10:1的原料中以10倍至30倍的重量比添加水的水溶液。预处理部10的内部温度可以加温至80-200℃。此时，烷醇铝与水反应，形成混合有氢氧化铝和有机酸的混合物作为产物，并且形成醇和未反应的水作为反应副产物。在烷醇铝与水反应时，通过预处理部10的内部温度对醇和未反应的水进行蒸馏，从而可以从产物中分离并去除。通过预处理部10可以获得从所述原料中去除醇和一部分未反应的水的产物，即混合有氢氧化铝和有机酸的混合物，即混合有凝胶化的氢氧化铝和有机酸的水溶液。

如附图所示，从预处理部10获得的混合物可以经过缓冲槽连续供应到反应部30。

供应到反应部30的混合物通过反应部30的加温部31加温至80-200℃的温度，具体地，加温至100-180℃的温度，然后输送到连接在加温部31的后端的加压部33并以5-15巴的压力进行加压。因此，混合物中的氢氧化铝进行水热合成反应，并且可以制备颗粒状的勃姆石颗粒。

所制备的颗粒为纳米尺寸，非常小且均匀，并且可以通过加入到所述预处理部的原料中的有机酸的含量比来调节尺寸。具体地，有机酸的含量比越大，可以制备具有更小尺寸的勃姆石颗粒。

本发明的棒状勃姆石纳米颗粒的平均短轴直径a可以为1nm以上、2nm以上、3nm以上、10nm以下、9nm以下、8nm以下或上述数值之间的值，具体可以为1-10nm，更具体可以为2-9nm，进一步具体可以为3-8nm。

本发明的棒状勃姆石纳米颗粒的平均长轴长度b可以为30nm以上、35nm以上、40nm以上、100nm以下、90nm以下、80nm以下或上述数值之间的值，具体可以为30-100nm，更具体可以为35-90nm，进一步具体可以为40-80nm。由于棒状勃姆石纳米颗粒满足上述尺寸范围，更有利于连续生产，并且分散性非常高。

上述棒状勃姆石纳米颗粒的平均短轴直径a和平均长轴长度b是在透射电子显微镜(TEM，JEOL公司，JEM-2100F)图像中任意选择100个颗粒进行测量的值的平均。

根据本发明的一个实施方案，可以提供根据上述实施方案的制备方法制备的棒状勃姆石纳米颗粒。如果以下术语中存在之前说明的相同术语，则可以应用相同的说明。根据一个实施方案，可以提供一种棒状勃姆石纳米颗粒，所述棒状勃姆石纳米颗粒通过包括以下步骤的制备方法制备：(S1)将包含氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部；以及(S2)将供应到反应部的所述混合物同时或依次进行加温和加压。

如上述实施方案所示，通过包括步骤(S1)和步骤(S2)的制备方法制备棒状勃姆石纳米颗粒时，可以获得具有纳米尺寸的非常小的尺寸且颗粒的尺寸非常均匀的勃姆石纳米颗粒。

本发明的一个具体实施方案中，可以提供一种棒状勃姆石纳米颗粒，所述棒状勃姆石纳米颗粒通过选择性地在上述步骤(S1)之前还包括以下步骤的制备方法制备：(S0)将包含烷醇铝和有机酸的原料进行反应以制备包含氢氧化铝和有机酸的混合物。进一步包括步骤(S0)的制备勃姆石的方法中可以将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，从而可以使后续步骤(S2)中的混合物的反应活性更优异。

详细地，通过步骤(S0)制备的混合物是包含凝胶化的氢氧化铝和有机酸的水溶液，通过烷醇铝的水解进行氢氧化铝的凝胶化的同时均匀地混合有机酸，因此与现有市售的溶解有氢氧化铝和有机酸的水溶液相比，氢氧化铝和有机酸可以更均匀地混合。因此，步骤(S0)可以将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，使得供应的混合物中发生均匀的反应，从而具有非常优异的反应活性，并且可以制备具有更均匀的尺寸和形状的勃姆石颗粒。

此外，步骤(S0)可以如上所述将均匀混合有氢氧化铝和有机酸的混合物供应到反应部，从而可以精确地调节混合物中含有的有机酸的含量。由此，可以将平均粒径为纳米尺寸的勃姆石颗粒的颗粒尺寸精确地调节为纳米单位。

在步骤(S0)中，原料的反应为水解反应，可以通过在原料中添加水来进行。烷醇铝与水反应形成氢氧化铝，并且作为反应副产物形成醇等。可以充分加入水以使原料充分水解并在反应后可以获得水溶液相的混合物。具体地，以重量比计，可以在原料中添加10倍至30倍的水，具体为15倍至25倍的水。

如上所述，步骤(S0)中可以在原料中加入水以使原料反应，并且作为反应副产物可以形成醇等。因此，步骤(S0)中可以在原料的反应时去除包含醇的反应副产物。反应副产物不仅可以包含通过上述烷醇铝的水解反应形成的醇，而且还可以包含未与烷醇铝反应的未反应的水。

反应副产物的去除不受限制，只要是可以去除醇和水的方法即可。具体地，在步骤(S0)中，反应副产物的去除可以通过利用沸点的蒸馏来进行。通过蒸馏去除反应副产物的方法可以制备去除醇和水的高纯度混合物，因此更有利于步骤(S2)中的混合物的反应，并且可以制备高纯度的勃姆石颗粒。

本发明的一个实施方案中，本发明的棒状勃姆石纳米颗粒可以满足以下关系式1至关系式4。

[关系式1]

50nm≤D

[关系式2]

0.70≤D

[关系式3]

1.02≤D

[关系式4]

D

所述关系式1中，D

满足上述关系式1至关系式4的勃姆石纳米颗粒具有更均匀的粒度分布。即，由于所述勃姆石纳米颗粒具有非常均匀的纳米尺寸，具有高分散性，因此作为高质量的添加剂的可利用性非常高。

上述棒状勃姆石纳米颗粒的长轴直径累积分布是在透射电子显微镜(TEM，JEOL公司，JEM-2100F)图像中任意选择100个颗粒进行测量的长轴直径的累积分布。

作为可以提供满足上述关系式1至关系式4的棒状勃姆石纳米颗粒的一种方法，根据一个具体实施方案，可以列举上述步骤(S2)包括以下步骤的制备方法：(S2-1)将供应到反应部的所述混合物进行加温；以及(S2-2)将加温的所述混合物进行加压，但并不限定于此。与所述一个具体实施方案的将混合物进行加压后加温的制备方法相比，可以制备具有更均匀的形状和尺寸的勃姆石颗粒。

本发明的一个具体实施方案中，棒状勃姆石纳米颗粒选择性地具有特定的纵横比范围，从而可以提供更均匀的分散性，但并不限定于此。所述实施方案中，对于由短轴直径a与勃姆石纳米颗粒的长轴长度b之比表示的纵横比(b/a)，纵横比(b/a)可以为5以上、7以上、20以下、13以下或上述数值之间的值，具体可以为5至20，更具体可以为7至13。在上述范围内，具有非常优异的分散性，并且更有利于连续生产，而且可以应用于各种领域。

(实施例1)

通过图1中示出的勃姆石的制备装置制备勃姆石纳米颗粒。

在预处理部10中加入混合有800ml的水、34g的异丙醇铝(Al(O-iso-Pr)

所制得的混合物经过缓冲槽连续供应到反应部30。混合物的LHSV为0.13小时

供应到反应部30的混合物通过反应部的加温部31加温至150℃的温度，然后输送到连接在加温部31的后端的加压部33并以10巴的压力进行加压。

如上所述的勃姆石纳米颗粒的制备连续进行30小时。

将制得的勃姆石纳米颗粒的透射电子显微镜图像示于图2中。

参照图2，可以确认可以制备平均短轴直径a为5nm且平均长轴长度b为50nm的棒状勃姆石纳米颗粒。

此外，确认到可以连续30小时顺利地生产勃姆石纳米颗粒。

(实施例2)

除了在实施例1中供应到反应部30的混合物在加压部33中进行加压后通过加温部31进行加温之外，通过与实施例1相同的方法制备勃姆石纳米颗粒。

对于制得的勃姆石纳米颗粒，在透射电子显微镜图像中任意选择100个颗粒进行测量时，最大直径为100nm以下，并且是具有棒状和接近于球状的形态的颗粒混合的形状。

此外，确认到可以连续30小时顺利地生产勃姆石纳米颗粒。

(比较例1)

除了在实施例1中在预处理部中仅加入水和异丙醇铝而未添加乳酸之外，通过与实施例1相同的方法制备勃姆石纳米颗粒。

对于制得的勃姆石纳米颗粒，在透射电子显微镜图像中任意选择100个颗粒进行测量时，接近于球状，而不是棒状，并且平均直径为0.17μm。

在比较例1的情况下，与实施例1不同，在经过24小时的制备后，由于平均直径较大的勃姆石颗粒而产生差压，因此无法注入原料，并且无法连续生产。

(比较例2)

除了在实施例1中在预处理部中仅加入水和异丙醇铝而未添加乳酸，并且供应到反应部30的混合物在加压部33中进行加压后通过加温部31进行加温之外，通过与实施例1相同的方法制备勃姆石纳米颗粒。

对于制得的勃姆石纳米颗粒，在透射电子显微镜图像中任意选择100个颗粒进行测量时，尺寸和形状非常不均匀，并且比较接近于球状的颗粒的平均直径为0.3μm。

在比较例2的情况下，与实施例1不同，在经过24小时的制备后，由于平均直径较大的勃姆石颗粒而产生差压，因此无法注入原料，并且无法连续生产。

如上所述，本发明中通过特定的内容和限定的实施方案和附图进行了说明，但这仅仅是为了有助于更全面地理解本发明而提供的，本发明并不限定于上述实施方案，本发明所属领域的技术人员可以通过这些记载进行各种修改和变形。