喷雾共沉淀法制备纳米核壳Al@KIO4铝热剂的方法

技术领域

本发明涉及一种喷雾共沉淀法制备纳米核壳Al@KIO

背景技术

纳米铝热剂是由纳米级的燃料(通常为纳米铝)与氧化剂组成的亚稳态分子间复合材料。纳米铝热剂因其具有高能量密度、低毒性等特点引起了科研工作者的广泛兴趣，在诸多方面取得了长足的进步。一方面，氧化剂的种类不断增加，包括氧化物(Fe

目前，以喷雾法为核心的一系列工艺已经成熟地应用于纳米核壳结构的制备中。如喷雾干燥、喷雾热解等。喷雾结晶法是一种在喷雾形成的微小液滴中实现物质结晶的手段，其生产过程安全、快速、环保。Michael R.Zachariah等人利用喷雾干燥法制备了Al@KIO

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷雾共沉淀法制备纳米核壳Al@KIO

实现本发明的技术解决方案为：

喷雾共沉淀法制备纳米核壳Al@KIO

采用喷雾共沉淀法，以高碘酸盐的水溶液作为输送液，以钾盐的水溶液或乙醇溶液作为接收液，将纳米铝粉加入到输送液中，超声或搅拌至混合均匀，在常温和搅拌条件下，通过喷雾将输送液分散成含有铝粉的悬浮液滴，喷入接收液，将高碘酸盐置换为高碘酸钾，形成核壳结构，抽滤，洗涤，脱水，干燥，得到纳米核壳Al@KIO

优选地，所述的超声或搅拌的时间为10～20min。

优选地，所述的输送液和/或接收液中还添加胶黏剂。所述的胶黏剂为本领域常规使用的胶黏剂，可以是聚乙烯醇、羟甲基丙基纤维素、松香胶、虫胶、赛璐珞、硝化纤维素、单宁酸或酚醛树脂。

优选地，所述的高碘酸盐选自高碘酸钠、高碘酸铵或高碘酸钾。所述的高碘酸盐的浓度为2wt.％～15wt.％。

优选地，所述的钾盐选自氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、乙酸钾或乙醇钾。钾盐的浓度为2wt.％～15wt.％。

优选地，纳米铝粉的浓度为0.5wt.％～10wt.％。

优选地，喷雾条件为：温度10～40℃，进料速率为2～20ml/min，气体为氮气或空气，气体流速为2～30L/min。

优选地，所述的纳米核壳Al@KIO

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)本发明采用喷雾共沉淀法，利用喷雾形成的微小液滴，整个反应过程均维持在常温条件下，工艺简单、制备过程安全环保，便于工业化扩大生产，且可以通过在体系中添加胶黏剂等改善铝热剂性能。

(2)由于高碘酸钾在常温下(40℃)的溶解度仅为0.65g，利用喷雾干燥法制备的Al@KIO

(3)本发明方法制备得到的纳米核壳Al@KIO

附图说明

表1为实施例1和对比例1所制备的Al@KIO

表2为实施例2所制备的Al@KIO

图1为实施例1和2所制备的Al@KIO

图2为实施例1和2所制备的Al@KIO

图3为实施例3所制备的Al@KIO

具体实施方式

下面通过结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

分别将5.6g高碘酸钠溶于100ml去离子水中，4g氯化钾溶于50ml去离子水中，称量2.4g nano-Al将其分散于高碘酸钠溶液中，超声10min，然后将此悬浮液通过喷头喷至氯化钾溶液中(喷雾条件：N

实施例2

分别将5.6g高碘酸钠溶于100ml去离子水中，3.85g乙酸钾溶于50ml工业酒精中，称量2.4gnano-Al将其分散于高碘酸钠溶液中，超声10min，然后将此悬浮液通过雾化器输送至乙酸钾溶液中(喷雾条件：N

实施例3

分别将1.4g高碘酸钠溶于100ml去离子水中，1g乙酸钾溶于50ml工业酒精中，称量0.6g nano-Al将其分散于高碘酸钠溶液中，称量10mg松香-虫胶(质量比为1:1，产物胶含量为1％)溶于上述乙酸钾溶液中，超声10min，然后将此悬浮液通过雾化器输送至乙酸钾溶液中(喷雾条件：N

对比例1

分别将1.4g高碘酸钠溶于50ml去离子水中，1g乙酸钾溶于100ml工业酒精中，称量0.6g nano-Al将其分散于乙酸钾溶液中，超声10min，然后将此悬浮液通过雾化器输送至高碘酸钠溶液中(喷雾条件：N

表1

表2

表1为探究喷雾共沉淀法制备纳米Al@KIO

表2为所制备样品用于半导体桥、碳膜桥、桥丝等换能元的脉冲发火性能，实验发现实施例2所制备的样品的50％脉冲发火电压在10-15V，符合目前电火工品的实际应用需求，有较大的应用价值。

图1-3为所制备样品的SEM图，表明纳米核壳Al@KIO