[0001] 本发明属于化工领域，涉及一种尖晶石型材料的制备方法，具体为共沉淀-均质-喷雾干燥制备尖晶石型复合氧化物的方法。

[0002] 尖晶石型复合氧化物的化学通式为AB2O4，式中A大多为二价阳离子，B大多为三价阳离子，A、B可相同。尖晶石型复合氧化物由于其优异的高温稳定性和机械强度而被广泛用作催化、耐火及能量转化与存储材料，制备这类材料的传统方法主要有：(1)机械混合法，例如：华南理工大学公开的一种用于制备锂离子电池负极材料LiMn2O4的高温固相方法(CN103904321A)，需将锂源与锰源经过两次连续球磨(6h-12h)、煅烧(500℃-1000℃)，该方法制得的LiMn2O4具有优异的锂离子电池负极材料性能；(2)共沉淀法，例如M.M.Rashad等在“A novel approach for synthesis of nanocrystalline MgAl2O4 powders by co-precipitation method”(Journal of Material Science，2009,Vol.44,pp.2992-2998)报道了分别以有机碱四乙基铵和8-羟基喹啉为沉淀剂、采用共沉淀法、在600℃-1000℃焙烧2h制备纳米MgAl2O4尖晶石粉末的研究；(3)溶胶-凝胶法，例如：Wu Y Q等在“Sol-gel approach for controllable synthesis and electrochemical properties of NiCo2O4 crystals as electrode materials for application in capacitors”(Electrochimica Acta，2011,Vol.56(21),pp.7517-7522)报道了用溶胶-凝胶法制备的NiCo2O4类珊瑚亚微米颗粒表现出优异的电化学电容性能；(4)水热合成法，例如：Peng C等在“Optical and photocatalytic properties of spinel ZnCr2O4 nanoparticles synthesized by a hydrothermal route”(Journal of American Ceramic Society，2008,Vol.91(7),pp.2388-2399)报道了在密闭高压反应釜中经水热晶化48h制备了ZnCr2O4纳米粉体，该物质表现出较好的光催化性能；(5)气相沉积法，例如：高波等在“Si基AAO模板法制备尖晶石型ZnAl2O4纳米结构”(发光学报，2011,Vol.32(12),pp.1243-1246)报道了用气相沉积法在800℃制备了ZnAl2O4纳米管，这种材料可以大幅度提高光催化效率。

[0003] 在上述方法中，机械混合法制备尖晶石时，由于原料很难混合均匀，物相之间不能充分接触以发生固溶反应，因此产物组分不均一、纯度不高、粒度较大，同时焙烧温度高；共沉淀法中物料经过常规烘干时容易出现组分偏析现象，同样会造成产物组分不均一、纯度不高，该方法也存在焙烧温度高的问题；溶胶-凝胶法形成均匀稳定的凝胶需要较长时间，形成的胶体不便于洗涤，焙烧温度也较高；水热合成尖晶石材料需要在一定压力的反应器中晶化较长时间，制备周期长，不适合大规模工业化生产；气相沉积法需要给物料加强热，能耗较高，而且存在物料损失严重、产品收率低的不足。

[0004] 西南化工研究设计院有限公司专利CN102755897A公开了一种分步共沉淀-喷雾干燥制备铜基甲醇脱氢制甲酸甲酯催化剂的方法，但截止目前尚未见关于采用共沉淀、均质、喷雾干燥复合工艺制备尖晶石型复合氧化物的报道。

[0005] 本发明的目的在于避免传统制备工艺的不足，提供一种共沉淀-均质-喷雾干燥制备尖晶石型复合氧化物的方法，该方法能耗低、周期短、产品收率高、各段工艺技术成熟，适合连续、大规模的工业化生产。

[0006] 本发明目的通过下述技术方案来实现：

[0007] 共沉淀-均质-喷雾干燥制备尖晶石型复合氧化物的方法，具体包括以下步骤：先将金属A、B的盐溶液与碱性溶液在一定条件下进行共沉淀反应，所得物料再用一定温度的去离子水洗涤、打浆、过滤，杂质含量达标后利用均质机对浆料进行细化处理，然后在适宜的条件下对其进行喷雾干燥，最后经一定条件的焙烧制得尖晶石型复合氧化物。

[0008] 所述的金属A为Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Cu、Cd或Li，金属B为Al、Cr、Fe、Co、Mn、In或Ga，金属A和金属B的盐溶液为硝酸盐或乙酸盐溶液，原料中金属A与金属B的物质的量之比为1:2，碱性溶液为Na2CO3或NaHCO3溶液。

[0009] 所述共沉淀反应的条件为：温度55℃-90℃，pH值6.0-8.5，搅拌速度100r/min-1000r/min，老化时间30min-60min。

[0010] 所述的用一定温度的去离子水洗涤、打浆、过滤，其温度为60℃-100℃，单次洗涤所用去离子水量为滤饼体积的2倍-8倍，洗涤次数为2次-5次。

[0011] 所述的杂质含量达标是指滤液中Na+的质量分数为10ppm-110ppm。

[0012] 所述均质机的间隙为100μm-800μm，均质的次数为1次-3次，单次所需去离子水量为滤饼体积的2倍-5倍。

[0013] 所述喷雾干燥的进风温度为200℃-280℃，喷嘴口径为150μm-900μm。

[0014] 所述焙烧的条件为：温度600℃-900℃，焙烧时间1.0h-5.0h。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0016] (一)、精细、充分的共沉淀工艺可实现原料在分子层级的接触、碰撞，不易因混合不均产生多相前驱体，保证了均一、高纯的尖晶石产物。

[0017] (二)、均质机转子的高速旋转产生强剪切力，同时定、转子间狭窄的间隙将往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞效应进一步放大，加上物料参与的多次均质过程，这些都使产物前驱体颗粒充分细化、高度分散。

[0018] (三)、喷雾干燥能将热敏性液体、悬浮液和粘滞液体雾化并在极短时间内使其同时完成脱水、造粒过程，由于干燥过程在瞬间完成，不仅极大缩短了生产周期，更重要的是前驱体组分不会偏析，进一步保证了产物的均一性和高纯性。另外，喷雾干燥配合一定直径的雾化喷头可以制备出呈规整球形、超细、高比表面的颗粒，还可以通过调整雾化喷头直径控制尖晶石前驱体粉末的粒径。并且，干燥后的物料不再需要破碎、筛分，简化了生产工序，缩短了生产周期。

[0019] (四)、结合共沉淀、均质、喷雾干燥各自的技术优势降低了前驱体—尖晶石晶型转变温度，缩短了焙烧时间，降低了生产能耗，保证了产品收率。

[0020] (五)、共沉淀-均质-喷雾干燥法制备尖晶石型复合氧化物各段工艺技术成熟、能耗低、周期短、产品均一、纯度和收率高，适合连续、大规模的工业化生产。附图说明

[0021] 图1中的(1)、(3)、(10)、(13)分别表示为实施例1、3、10、13中制备得到的尖晶石型复合氧化物的X射线衍射图谱(XRD)。

[0022] 本发明制备的尖晶石型复合氧化物的晶相结构利用Brucker D8型X射线衍射仪测得，图1中的尖晶石型复合氧化物的谱图与Powder Diffraction File数据库完全相同，据此可知，本发明制备的尖晶石型复合氧化物是纯净的固体粉末

[0023] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0024] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

[0025] 实施例：

[0026] 以共沉淀-均质-喷雾干燥制备尖晶石型复合氧化物时，将物质的量之比为2:1的金属A和金属B的盐溶液与碱性溶液在一定的沉淀温度、pH值、搅拌速度、老化时间下进行共沉淀反应，所得物料再用一定温度、适量的去离子水洗涤、打浆、过滤若干次，杂质含量达标后将浆料加入设置了一定间隙的均质机中，对浆料细化处理一定次数，然后在适宜的进风温度和喷嘴尺存下对其进行喷雾干燥，最后在适宜的氛围和温度下焙烧一段时间制得尖晶石型复合氧化物。

[0027] 本发明实施例1-17的制备工艺同上，制备的17种尖晶石型复合氧化物的具体工艺条件列于表1中。

[0028] 表1实施例1-17的制备工艺条件

[0029]

[0030]

[0031] 本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。