醇盐水解法制备纳米_Al_2O_3粉体
纳米粉体的制备
纳米粉体的制备材料的开发与应用在人类社会进步上起了极为关键的作用。
人类文明史上的石器时代、铜器朝代、铁器时代的划分就是以所用材料命名的。
材料与能源、资讯为当代技术的三大支柱，而且资讯与能源技术的发展也离不一材料技术的支援。
纳米材料指的是颗粒尺寸为1～100nm的粒子组成的新型材料。
由于它的尺寸小、比表面大及量子尺寸效应，使之具有常规粗晶材料不具备的特殊性能，在光吸收、敏感、催化及其它功能特性等方面展现出引人注目的应用前景。
早在1861年，随着胶体化学的建立，科学家就开始对直径为1～100nm的粒子的体系进行研究。
真正有意识地研究纳米粒子可追溯到30年代的日本，当时为了军事需要而开展了“沉烟试验”，但受到实验水平和条件限制，虽用真空蒸发法制成世界上第一批超微铅粉，但光吸收性能很不稳定。
直到本世纪60年代人们才开始对分立的纳米粒子进行研究。
1963年，Uyeda用气体蒸发冷凝法制得金属纳米微粒，对其形貌和晶体结构进行了电镜和电子衍射研究。
1984年，德国的H.Gleiter等人将气体蒸发冷凝获得的纳米铁粒子，在真空下原位压制成纳米固体材料，使纳米材料研究成为材料科学中的热点。
国际上发达国家对这一新的纳米材料研究领域极为重视，日本的纳米材料的研究经历了二个七年计画，已形成二个纳米材料研究制备中心。
德国也在Auburg建立了纳米材料制备中心，发展纳米复合材料和金属氧化物纳米材料。
1992年，美国将纳米材料列入“先进材料与加工总统计画”，将用于此专案的研究经费增加10％，增加资金1.63亿美元。
美国Illinoi大学和纳米技术公司建立了纳米材料制备基地。
我国近年来在纳米材料的制备、表征、性能及理论研究方面取得了国际水平的创新成果，已形成一些具有物色的研究集体和研究基地，在国际纳米材料研究领域占有一席之地。
在纳米制备科学中纳米粉体的制备由于其显著的应用前景发展得较快。
1.化学制备法1.1化学沉淀法沉淀法主要包括共沉淀法、均匀沉淀法、多元醇为介质的沉淀法、沉淀转化化、直接沉淀法等。
2004 醇盐水解工艺制备超微细氢氧化铝的研究
・氧化铝氟化盐・醇盐水解工艺制备超微细氢氧化铝的研究刘卫1,吴贤熙2,陈肖虎2,张立成2(1.贵州理工职业技术学院;2.贵州工业大学)摘要:实验研究影响醇盐水解的工艺条件,确定工艺流程。
根据自身实验条件,选择铝盐—醇盐水解试验制得超纯、超微细氢氧化铝粉末。
产品粒度已满足超微细粉末的要求。
关键词:铝盐-醇盐水解;超细微氢氧化铝;烷基醇中图分类号:TF803.24 文献标识码:A 文章编号:10021752(2004)01001103The Study on Alkoxide’s H ydrolyzing Process PreparingU ltra Fine Aluminium H ydroxideL IU Wei1,WU Xianxi2,CHEN Xiaohu2,ZHAN G Licheng2(Guiz hou U niversity of Technology)Abstract:We can study the process parameters which affect alkoxide’s hydrolyzing and fix process procedure by the experiment.According to the ex2 perimental conditions,we can make small tests with the hydrolyzing of aluminium salt-alkoxide to obtain ultra pure and fine aluminium hydroxide. The article size has met the ultra fine standard.K ey w ords:the hydrolyzing of aluminium salt-alkoxide,ultra fine aluminium hydroxide 超微细粉末制备的研究是材料科学研究中的一个十分重要的方向,同时也是一项应用很强的新工艺、新技术开发的重要课题。
溶胶—凝胶法制备纳米ZnO·Al2O3复合粉体
第１ ７卷第 ２期
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２０ ０ ２年 ４月
文章 编 号 ：０ ３１４ （０ ２ ０・０ ２０ １０ —５ ５ ２０ ）２０ ２ —４
溶胶 一 胶 法 制 备 纳米 Ｚ Ｏ・ １ 。 合粉 体 凝 ｎ Ａ 复 Ｏ
杜 桂 焕 金 名 惠 ” 曲学 军 赵 新利
下 烧结 ． 最终 获得 纳米 级 Ｚ Ｏ・ ｋ 复 合粉体 。 ｎ Ａｑ
１ ２ 样 品 的 表 征 ．
液 表面 张力 的 添 加 剂 ， 次 试 验 选 用 无永 乙醇 。 本
注
。本 文用 络 台 物 型 溶 胶． 胶 技 术 制 备 了 凝
纳米 Ｚ Ｏ・ ｑ 粉 体 ， 过 研 究 添 加剂 用 量 、 ｎ Ａｋ 通 溶
用 少量 的浓 氨水 调 节 ｐ 值 ， 滤 后 在 一 定 温度 Ｈ 过 下反应 ３ ｍｉ， ７ ℃下蒸 发 一段时 间后 ， ０ ｎ在 Ｏ 得到具 有一定 粘度 的淡 黄色 透 明溶 胶 ， 放置 一定 的 时 间
Ｋｅｗ ｒｓ Ｍｅ ｏ ｆ ｏ ｇ Ｚ Ｏ・ ｑ ｏ ｄ ｒ Ｎ ｎｃｍｐｓｅ ｙ ｏｄ ｔ ｄｏ ｌ ｄ ｈ ｓ— ｎ Ａ ｐｗ ｅ ａｏｏ ｏｉ ｔ
溶胶一 胶 技 术 （ｏ—ｅ 是 ６ 凝 ｓｌ １ ｇ） ０年代 发展 起 来 的一 种制备 玻 璃 、 陶瓷 等 无机 材 料 的新 工 艺 。 近 年来 许 多人用 此法 来 制 备 纳米 材 料… ， 的 基 本 它 原理是利 用 金属 醇 盐 或 无机 盐 水 解 形成 溶胶 ， 再
（ 华 中科技大学化学系 武汉 ４ ０ ７ ． ”中原 油 田 濮阳 ４７ ０ ） ” ３０４ ５ ０ ０
纳米三氧化二铝粉体的制备与应用进展
2011年6月北京化工大学北方学院JUN.2011北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OFCHEMICAL TECHNOLOGY2008级纳米材料课程论文题目: 纳米三氧化二铝的制备与应用进展学院：理工学院专业：应用化学班级：学号：姓名：指导教师:2011年6月6日文献综述前言纳米材料一般是指在一维尺度小于100nm，并且具有常规材料和常规微细粉末材料所不具有的多种反常特性的一类材料。
作为纳米材料的一种，Al2O3拥有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应一切特殊性质，所以具备特殊的光电特性、高磁阻现象、非线性电阻现象、在高温下仍具有的高强度、高韧、稳定性好等奇异特性，从而使Al2O3近年来备受关注研究并且在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等领域有广阔的应用前景[1]。
近年来从用途大体可以把氧化铝分为两类：第一类是用作电解铝生产的冶金氧化铝，随着氧化铝材料的广泛应用该类氧化铝占产量的大多数；第二类为非冶金氧化铝，主要包括非冶金用的氢氧化铝和氧化铝，也是通常所说的特种氧化铝，因其作用不同而与冶金氧化铝有较大的区别，主要表现在纯度、化学成分、形貌、形态等方面。
由于粒径细小，纳米氧化铝可用来制作人造宝石、分析试剂以及纳米级催化剂和载体，用于发光材料可较大的提高其发光强度，对陶瓷、橡胶增韧，要比普通氧化铝高出数倍，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳等。
纳米氧化铝已用于YGA激光器的主要部件和集成电路基板，并用在涂料中来提高耐磨性[2]。
随着人们对自身健康的关注和环保意识的增强，绿色化学理念正在材料制备与应用领域备受关注[3]。
第一章纳米Al2O3的一般物理化学特性Al2O3在地壳中含量非常丰富的一种氧化物。
Al2O3有许多同质异晶体，根据研究报道的变种有10多种，主要有3种：α-Al2O3 、β-Al2O3 、γ-Al2O3其中α-Al2O3是最稳定的一种无色晶体粉末，具有比表面大、熔点高、热稳定性极好、硬度高、吸水率极好、电绝缘性能好和耐酸碱腐蚀等许多优点，所以此类粉体广泛应用于各种氧化铝陶瓷的制备[4]；γ-Al2O3是在400℃到800℃内由水合氧化铝脱水形成，不溶于水，能溶于酸或碱，强热至1273K，经一定保温时间能转变为α-Al2O3[2]；热处理工艺参数对三氧化铝粒子颗粒特性的影响由强到弱：煅烧温度、水合氧化铝在300℃分解温度点的保温时间、在煅烧温度点的保温时间；通过控制其热处理工艺参数，可获得尺寸范围大小均匀、分散性好的球形γ-Al2O3[5]；γ-Al2O3具有强的吸附能力和催化活性，所以其一般又叫活性氧化铝，它属于立方面心紧密堆积构型，四角晶系，与尖晶石结构十分相似。
表面修饰法制备高疏水性纳米Al_2O_3薄膜
第34卷第1期河南大学学报(自然科学版)Vol.34No.1 2004年3月Jour nal of Henan University(Natural Science)Mar.2004表面修饰法制备高疏水性纳米Al2O3薄膜谷国团,张治军,党鸿辛,吴志申(河南大学特种功能材料省重点实验室,河南开封475001)摘要:用异丙醇铝与乙酰丙酮反应制备铝-乙酰丙酮螯合物,由此控制异丙醇铝的水解.采用溶胶-凝胶法和含氟聚合物表面修饰法制备了高疏水性纳米Al2O3薄膜.并用X-射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AF M)等方法对Al2O3薄膜的结构和表面形貌进行表征.该膜具有疏水性强,透明度高的特点.关键词:溶胶-凝胶;含氟聚合物;表面修饰法;疏水性中图分类号:O614131文献标识码:A文章编号:1003-4978(2004)01-0043-04 Preparation and Characterization of TransparentHydrophobic Nano2Boehmite FilmGU Guo2tuan,ZHANG Zhi2jun,DANG H ong2xin,WU Zhi2shen(The Key Lab.o f Special F unctional Mater ials,Henan Univer sity,H enan Kaif ne g475001,China)Abstr act:The tr ansparent hydrophobic nano2Boehmite film was prepar ed using Sol2Gel processing.The hrdrophobicity of t he film was obtained by surface modifying of PFP MA and fluoro2containing sur factant FC2922.T he structure of the film was determined by XRD and the thermo analysis TG/DTA.The surface morphology of the films prepared were char acterized by AF M,TEM,and SEM.Key words:Sol2Gel technique;Fuor o2containing polymer;surface modified water repellency0引言溶胶-凝胶技术具有制备简单,材料性能调节余地大等特点,广泛用于各种氧化物薄膜以及有机-无机复合材料的制备,在结构材料,非线性光学材料,电磁功能材料,生物材料,催化功能材料等领域,国内外研究十分活跃[1].金属铝的醇盐在一定条件下水解得到勃姆石沉淀,经胶溶可以得到稳定的溶胶.此溶胶在一定条件下干燥形成的勃姆石薄膜,经热处理最终可以制成各种晶型的Al2O3多孔膜.C)AlOO H y C)Al2O3y D)Al2O3y H)Al2O3y A)Al2O3Al2O3薄膜是一种应用十分广泛的材料,具有透明性好,机械强度高、耐磨、抗划伤等特点1因此,研究勃姆石薄膜的结构和性质对氧化铝膜的形成、性能、结构的认识都具有重要的意义.近年来,制备具有疏水性表面的氧化物薄膜成为材料科学的一个重要方向,用于玻璃表面的防污处理,可以应用于高级汽车、飞机等的挡风玻璃,也可以用于太阳能电池、热水器等的外壳,还可以用于建筑物玻璃、太阳镜等的防污处理.具有广泛的应用前景.采用化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积等方法制备透明、高疏水性氧化物薄膜的方法也是常用的方法[2],采用溶胶-凝胶法和氟硅表面活性剂原位修饰的方法制备无机氧化物薄膜国外已有文献报道[3-5],但这一方面的研究在国内很少,尚未见文献报道.收稿日期:2003212210基金项目:河南省杰出人才创新基金项目(0121001700)作者简介:谷国团(1973-),男,河南省平顶山市人,博士11 实验部分实验用原料有异丁醇,异丙醇,乙酰丙酮等,均为分析纯试剂,其中异丙醇经干燥脱水蒸馏后使用1异丙醇铝为化学纯试剂.将0.01moL 的异丙醇铝加入25mL 异丁醇中,室温下搅拌1h,然后加入15mL 异丙醇和1mL 乙酰丙酮的混合液,回流2h 后得黄色透明溶液.搅拌下,将0.7mL 蒸馏水和15mL 异丙醇的混合液慢慢滴加到上述体系中,于60e 陈化8h 后,再用盐酸调节pH 值为4.5左右,制成铝溶胶,待用.试验用载玻片为基片.先将载玻片在洗涤剂溶液中浸泡,再用大量自来水和蒸馏水淋洗,无水乙醇淋洗后,无水乙醇中超声洗涤20min,150e 下烘干后,置于干燥器中备用.在自制拉膜机上采用提-拉法使铝溶胶在载玻片上成膜:将洗净的载玻片浸入铝溶胶2~3min,再将载玻片垂直提起,提拉速度为2mm/s,室温大气中放置,使溶剂慢慢挥发,再在150e 烘箱中烘30min,干燥器中冷却.采用X-射线衍射仪、T EM 法和能量色散谱法对薄膜的结构和组成进行表征,热失重法对Al 2O 3薄膜的热稳定性进行了表征.薄膜的表面形貌用SEM 和AFM 法进行了表征.将含氟聚合物PFPMA 溶于四氢呋喃中,配成p =1%浓度的溶液,采用提-拉法将其涂敷于Al 2O 3薄膜表面,室温干燥后,在150e 烘箱中烘10min,然后考察其对表面疏水性的影响.2 结果与讨论金属铝的醇盐在一定条件下水解得到勃姆石沉淀.当采用酸催化异丙醇铝在大量沸水中水解时,制备的常为粒子溶胶,分子形态复杂,胶粒尺度较大.若要制备尺度均一的聚合物溶胶,一般是在非水溶剂中,加入化学计量水.而异丙醇铝易水解,且分子间常发生缔合生成三聚体或四聚体,故难于完全溶解在异丙醇中.本文先将其制备成铝的乙酰丙酮螯合物,它在有机溶剂中溶解性良好,适宜制备聚合物溶胶.螯合反应如下:Al(OPr)3+nCH 3C O CH 2C O CH3(PrO)3-nAl O C CH OC CH 3CH 3n +nPrOH调整反应物的用量配比,可以制得n =3的螯合物即乙酰丙酮铝(AACA).图1是AACA 的在N 2氛围,程序升温(10e /min)条件下的T G/DTA 分析曲线.可以看出AACA 在193e 左右剧烈失重,并伴随着很强的吸热效应,当温度升至230左右失重完全,失重率100%,说明所制备AACA 螯合物在193e 时具有明显的升华现象.乙酰丙酮铝的这一性质可以用来制备具有<100nm 粗糙度的氧化物如Al 2O 3、SiO 2薄膜.这种氧化物薄膜的表面粗糙度不会对可见光(400~750nm)发生折射,因而不影响其透明性.将这种类粗糙的氧化物薄膜用含氟烷基的有机硅化合物处理,可以制得高疏水性的氧化物薄膜,其对水的接触角高达165度,同时在可见光区的透过率在92%以上.这种高疏水性的透明氧化物薄膜在许多领域具有潜在的应用价值.图1 乙酰丙酮铝的热重分析曲线图2 所制备乙酰丙酮铝的XR D 分析曲线图2是所制备的AACA 的XRD 粉末衍射图,与标准AACA 的衍射峰一致,进一步证实所制备的螯合物44 河南大学学报(自然科学版),2004年,第34卷第1期是乙酰丙酮铝螯合物.由于异丙醇铝对水很敏感,室温下与水接触很快水解,在异丙醇铝颗粒表面形成一层致密的Al 2O 3薄膜,使水分子难于进入颗粒内部,水解不完全[6].加入螯合剂制成螯合物后,加入化学计量的水,能够缓和异丙醇铝的水解速度,得到透明的铝聚合物溶胶.螯合物水解方程式如下所示.Al OC CHO C CH 3CH 33+6H 2O )Al )O )Al )+CH 3C O CH 2C OCH 3 铝溶胶在载玻片上成膜,150e 下热处理2h.用不锈钢刀片将其刮下,对其结构进行表征.XRD 分析表明,所制备氧化物薄膜的结构为无定形态,而粉体则显示出勃姆石结构特点.由于勃姆石的粉体具有较强的(010)方向的择优趋向特性[7],同标准图谱相比,该样品的X 射线衍射峰要少且弱,并且明显宽化.夏长荣等[7]指出,勃姆石粉体的X 射线衍射谱同样品的热处理温度具有很大的关系.当温度低于300e 时,同一衍射峰的峰位随温度升高有增大趋势,而衍射峰宽随温度升高有减小的趋势.由于我们所制备Al 2O 3样品的热处理温度低,因而X 射线衍射谱表现出峰宽化且弱的现象.结合铝溶胶的透射电子显微镜照片(图3)可以说明Al 2O 3薄膜是由纳米勃姆石颗粒组成的.Al 2O 3粉末经乙醇超声分散后,在透射电子显微镜下观测其粒径和形貌,结果(图3)表明该样品是由50nm 左右的粒子组成.表1是薄膜表面的能量色散谱分析结果,可以看出,铝的原子含量为3.82%,这是由于采用提-拉法得到的Al 2O 3薄膜的厚度小,而EDS 的探测深度大于薄膜的厚度,因此得到的是Al 2O 3薄膜和玻璃底材的综合信息.结合XRD 和EDS 分析,可以说明在玻璃底材上成功地涂上了一层无定型态的Al 2O 3薄膜.表1 氧化铝薄膜表面EDS 分析结果元素模式w %原子数/%OED 0.3630.27AlED 0.08 3.82SiED 1.3965.91Total 1.83100.00图3 Al2O3膜的TEM 照片Al 2O 3膜样品的差热热重分析(图4)表明,样品在100e 之前5%的失重率,表现为溶剂的挥发.在100e 与300e 之间的10%左右的失重为吸附水的脱除、溶胶之间进一步缩合及少量水分的脱除.300e 时开始分解,到450e 时分解完全,形成氧化物.说明所制备的氧化物薄膜具有类勃姆石的结构,与XRD 分析结果是一致的.图4 Al 2O 3粉的TG/DTA 分析图接触角是表征液体对固体表面浸润性的一个重要参数.一般来说,当液体在一个固体表面的接触角大于90b 时,我们认为该液体对固体是不亲性的,接触角越大,液体对固体表面的浸润性越差.如果液体对固体表面的接触角小于90b ,认为该液体对固体表面是相亲性的,液体能够浸润固体表面,接触角越小,液体越能润湿固体表面.近年来,具有疏水性的固体表面由于在很多领域具有应用前景,广泛的引起了人们的关注.Al 2O 3薄膜由于具有较好的透明性和机械性能,在很多领域得到广泛的应用.一般情况下,Al 2O 3薄膜和其他氧化物一样其表面是高亲水性的,对水的接触角接近零度.制备疏水性Al 2O 3谷国团,等:表面修饰法制备高疏水性纳米Al 2O 3薄膜45薄膜具有重要的应用前景.作者采用聚合物表面改性方法对氧化铝薄膜进行改性,以获得疏水性表面.本文中所用的PFPMA 是一种可溶性的含氟聚合物,具有很好的成膜性.PFPMA 聚合物薄膜具有很好的透明性和疏水性[8].用PFPMA 溶液采用提拉法在Al 2O 3薄膜表面均匀的涂上一层聚合物薄膜,可以赋予Al 2O 3薄膜很好的疏水性.由于聚合物膜很薄(分子膜),因此改性后Al 2O 3薄膜的机械性能和透明性没有改变,只是其表面性能发生了变化.表2是测得固体表面对水接触角结果,可以看出,采用PFPMA 对表面改性后,Al 2O 3薄膜表面具有PFPMA 聚合物的表面性能.表2 水在不同固体表面的接触角固体表面载玻片洁净的载玻片Al 2O 3薄膜PF PMA 修饰的Al 2O 3膜接触角/(b )~30<5<5105~110图5PFP MA 表面改性前(左)后(右)Al 2O 3薄膜表面的原子力电子显微镜形貌图图5是聚合物PFPMA 表面修饰前后Al 2O 3薄膜表面的AFM 形貌图.试验所制备的氧化物薄膜表面十分平整,聚合物修饰后,Al 2O 3膜的表面变得更粗糙,这可能是由于聚合物溶液的浓度大,当溶剂挥发时,聚合物膜自然收缩引起的.这种表面的微突的形成,在一定程度上有利于表面的疏水性[9].3 结论采用溶胶-凝胶法制备了无定形态Al 2O 3薄膜,并采含氟聚合物PFPMA 对其表面进行修饰,获得了具有高疏水性的透明Al 2O 3薄膜.有可能在玻璃表面的防污处理,高级汽车、飞机等的挡风玻璃、太阳能电池、热水器等的外壳、家用窗玻璃、太阳镜等的防污处理等领域获得应用.参考文献:[1]彭平,李效东,袁桂芳,聚乙烯醇缩丁醛/氧化铝杂化高分子材料的研究[J].高分子学报,2001,2,167-171.[2]TADANGAGA K,KATATA N,MINAMI T.F ormation Pr ocess of Super-Water-Repellent Al 2O 3Coating Films with H ighTransparency by the Sol-Gel Method ,J.Am.Ceram.Soc.1997,80(12):3213-3229.[3]TADA K,NAGAYAMA H.Chemical Vapor Surface Modification of Porous Glass with Fluoroalkyl-Functionalized Silanes.2.Resistance to Water,Langmuir,1995,11,136-142.[4]JEONG H J,KIM D K,LEE S B et al.Preparation of water-repellent Glass by Sol-Gel process using perfluoroalkylsilane andtetraethoxysilane,Journal of colloid and interface science,2001,235:130-134.[5]TADANAGA K,KATAKA N,MI NAMI T.Super -Water -Repellent Al2O3Coating F ilms wit h High Transparency.,J.Am.Ceram.Soc.,1997,80(4):1040-1042.[6]唐芳琼,郭广生,侯莉萍.纳米Al 2O 3粒子的制备[J].感光科学与光化学.2001,19(3):198-201.[7]夏长荣,王大志,彭定坤,等.纳米勃姆石(C -AlOOH)膜的结构及热稳定性[J].无机材料学报.1994,Vol 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纳米粉末的制备方法
纳米粉末的制备方法材料研1203 Z1205020 石南起纳米科技是20世纪80年代末90年代初诞生并迅速发展和渗透到各学科领域的一门崭新的高科技。
由于它在21世纪产业革命中具有战略地位，因而受到世界的普遍关注。
有人说，70年代微电子学产生了世界性的信息革命，那么纳米科技将是21世纪信息革命的核心。
纳米技术的飞速发展极大的推动了材料科学的研究和发展，而纳米材料研究的一个重要阶段是纳米粉体的制备。
1.纳米粉体的制备要使纳米材料具有良好的性能，纳米粉末的制备是关键。
纳米粉末的制备方法主要有物理法、化学法和高能球磨法。
1.1物理法物理法中较重要的是气体中蒸发法，在惰性气体中蒸发金属，急冷生成纳米粉体。
如在容器中导入低压的氩或氦等惰性气体，通过发热体使金属熔化、蒸发，蒸发的金属原子和气体分子碰撞，使金属原子凝聚成纳米颗粒。
通过蒸发温度、气体种类和压力控制颗粒大小，一般制得颗粒的粒径为10nm左右。
比较重要的物理法还有溅射法、金属蒸气合成法及流动油上真空蒸发法等。
1.2化学法化学法制备纳米粉可分气相反应法和液相反应法。
1.2.1气相反应法气相反应法是利用化合物蒸气的化学反应的一种方法，其特点是：（1）原料化合物具有挥发性，提纯比较容易，生成物纯度高，不需要粉碎。
（2）气相物质浓度小，生成的粉末凝聚较小。
（3）控制生成条件，容易制得粒径分布窄，粒径小的微粒。
（4）气氛容易控制，除氧化物外，用液相法直接合成困难的金属、碳化物、氮化物均可合成。
气相合成中除了反应原料均为挥发性物外，也可用电弧、等离子体、激光加热固体使其挥发，再与活性气体反应生成化合物纳米粉体。
1.2.2液相反应法液相反应法作为一种制备超细粉体的方法成为各国材料科学家研究的热点，它具有无需高真空等苛刻物理条件、易放大的特点，并且得到的粉体性能比较优越。
常用的液相反应法有共沉淀法、水解法、溶胶凝胶法、微乳液反应法等。
共沉淀法是利用各种在水中溶解的物质，经反应成不溶解的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、醋酸盐等，再经加热分解生成高纯度的超微粉料。
纳米粉体的制备方法
纳米粉体的制备方法一、纳米粉体应具备的特性1、化学成分配比准确：尽量符合化学计量，避免烧结出现液相或阻碍烧结；2、纯度高：出现液相或影响电性能；3、成分分布均匀：尤其微量掺杂；4、粒度要细，尺寸分布范围要窄；结构均匀，密度高；5、无团聚体：软团聚，硬团聚。
二、制备方法分类化学法化学法是指通过适当的化学反应，从分子、原子、离子出发制备纳米物质，它包括化学气相沉积法、化学气相冷凝法、溶胶一凝胶法、水热法、沉淀法、冷冻干燥法等。
化学气相沉积(CVD)是迄今为止气相法制备纳米材料应用最为广泛的方法，该方法是在一个加热的衬底上，通过一种或几种气态元素或化合物产生的化学元素反应形成纳米材料的过程，该方法主要可分成热分解反应沉积和化学反应沉积。
该法具有均匀性好，可对整个基体进行沉积等优点。
其缺点是衬底温度高。
随着其它相关技术的发展，由此衍生出来的许多新技术，如金属有机化学缺陷相沉积、热丝化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积门、等离子体增强化学气相沉积及激光诱导化学气相沉积等技术。
化学气相冷凝法(CVC)主要通过有机高分子热解获得纳米粉体，具体过程是先将反应室抽到或更高真空度，然后注入惰性气体He，使气压达到几百帕斯卡，反应物和载气He从外部系统先进入前部分的热磁控溅射CVD装置由化学反应得到反应物产物的前驱体，然后通过对流达到后部分的转筒式骤冷器，用于冷却和收集合成的纳米微粒。
化学沉淀法是在金属盐类的水溶液中控制适当的条件使沉淀剂与金属离子反应，产生水合氧化物或难溶化合物，使溶液转化为沉淀，然后经分离、干燥或热分解而得到纳米级超微粒。
化学沉淀法可分为直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法和醇盐水解沉淀法。
物理法早期的物理制备方法是将较粗的物质粉碎，如低温粉碎法、超声波粉碎法、冲击波粉碎法、蒸气快速冷却法、蒸气快速油面法等等。
近年来发展了一些新的物理方法，如旋转涂层法将聚苯乙烯微球涂敷到基片上，由于转速不同，可以得到不同的空隙度．然后用物理气相沉积法在其表面上抗积一层膜，经过热处理，即可得到纳米颗粒的阵列。
陶瓷工艺学习题答案
一、绪论及陶瓷原料1、传统陶瓷和特陶的相同和不同之处？2、陶瓷的分类依据？陶瓷的分类？3、陶瓷发展史的四个阶段和三大飞跃？4、宋代五大名窑及其代表产品？5、在按陶瓷的基本物理性能分类法中，陶器、炻器和瓷器的吸水率和相对密度有何区别？6、陶瓷工艺学的内容是什么？7、陶瓷生产基本工艺过程包括哪些工序？8、列举建筑卫生陶瓷产品中属于陶器、炻器和瓷器的产品？9、陶瓷原料分哪几类？10、粘土的定义？评价粘土工艺性能的指标有哪些？11、粘土是如何形成的？高岭土的由来和化学组成；12、粘土按成因和耐火度可分为哪几类？13、粘土的化学组成和矿物组成是怎样的？14、什么是粘土的可塑性、塑性指数和塑性指标？15、粘土在陶瓷生产中有何作用？16、膨润土的特点；17、高铝质原料的特点和在高级耐火材料中的作用；18、简述石英的晶型转化在陶瓷生产中有何意义？19、石英在陶瓷生产中的作用是什么？20、各种石英类原料的共性和区别，指出它们不同的应用领域；21、长石类原料分为哪几类？在陶瓷生产中有何意义？22、钾长石和钠长石的性能比较；23、硅灰石、透辉石、叶腊石（比较说明）作为陶瓷快速烧成原料的特点；24、滑石原料的特点，为什么在使用前需要煅烧？25、氧化铝有哪些晶型？为什么要对工业氧化铝进行预烧？26、氧化锆有哪些晶型？各种晶型之间的相互转变有何特征？27、简述碳化硅原料的晶型及物理性28、简述氮化硅原料的晶型及物理性能。
二、粉体的制备与合成1、解释什么是粉体颗粒、一次颗粒、二次颗粒、团聚？并解释团聚的原因。
2、粉体颗粒粒度的表示方法有哪些？并加以说明。
3、粉体颗粒粒度分布的表示方法有哪些？并加以说明。
4、粉体颗粒粒度测定分析的方法有哪些？并说明原理。
5、粉体颗粒的化学表征方法有哪些？6、粉碎的定义及分类，并加以说明。
7、常用的粉碎方法有哪些？画出三种粉碎流程图。
8、机械法制粉的主要方法有哪些？并说明原理。
9、影响球磨机粉碎效率的主要因素有哪些？10、化学法合成粉体的主要方法有哪些？并说明原理。
多元醇介质水解制备α-Al_2O_3纳米颗粒粉体
ｐｅ ａｅ ｙ ｒｆ ｘ ｉ ｔｙｅ ｅｇｙ ｏ ｄｈ ｃ － ２ ａ ｏ ａｌ ｌｓｗｉ ｍａｌ ａｔ ｌ ｉ ａ ｅｂ ｅ ｂ ａ ｅ ｆ ｒｃ ｌｉｉｇｆｅ ｒｐ ｒｄ ｂ ｅｌ ｅｈ ｌ ｌｃ ｌ ｅ ｅａ Ａｌ ｎ ｎ ｐ ｒ ｃｅ ｔ ｓ ｌｐ ｒｃｅｓ ｅ ｈ ｖ ｅｎ ｏ ｔｉｄ ａ ｅ ａｃ ｎ ｌ ｕ ｎ ｎ ｎ ａ ｎ ０３ ｉ ｈ ｉ ｚ ｎ ｔ ｎ ｉ ｐｅ ｕｓ ｒ ｔ ０ ℃ ｆｒ ｒｃ ｒｏ ａ １ ０ １ ｏ ２Ｋ Ｋｅ ｙｗｏ ｄ ： ｏｙ ｙ ｒ ｌｏ ｏｓ － ２ ；ｆ ｒｅ ｙ ｒ ｌ ｉ；ｎ ｎ ｐ ｒ ｃｅ ｒ ｓ ｐ ｌｈ ｄｉ ｃ ｈ ｌ；ａＡ１ ｃａ ０３ ｏ ｃｄｈ ｄｏｙ ｓ ａ ｏ ａ ｔ ｌｓ ｓ ｉ
质中高温回流得到所需的氧化物前驱体， 唇 而 高温
煅烧，８而得到热力学稳定的纳米颗粒粉体。目 Ｉ 前，人们已
经用醇热 回流法制备出了很 多金属氧化物纳米颗粒 ，如 ￣ ｅ ３ Ｚ Ｏ和 Ｃ Ｏ 等【 所制备的这些金属氧化物纳 Ｆ２ 、 ｎ ０ （ ４ 。 米颗粒的尺寸者＝小，分散隆也都很好。 Ｉ ５ 『 艮 笔者尝试通过醇热回流法制备 ｃ １ ３期望能用这种方 ｔ ２ ， － ０ Ａ 法制备出瓢粒尺寸细Ｉ 目 ／ ． Ｊ 分散陛良好 向ａ １ ３ 、 乇 － ２ 纳米夥啦 的 Ａ０ 前驱体，进而通过段晓获 粒粉体。 寸细小的 ａｔ２ ￣ － ｌ 纳米颗 ０
Ｃ ／ ；．ｃｏ ｌ Ｍａ ｒ ｌＳｉ ｃ ａｄ ｎｉ ｅｉ ， ｈｎ ＇ ｈ ａ２Ｓｈｏｏ ｔ ｉ ｃ ｎｅ ｎ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＣ ａｇ ｎ ｎ ｆ ｅａ ｓ ｅ ｎ ｎ ａ ７０６， １０ １
Ａ ｓ ａｔＴ ｅ ｒ Ｉ ｒ ｆ １ ３ ａｏａｉｅ ｓ ｅｎ ｒ ａ ｄ ｙ ｅｕ ｈｌ ｅ ｌ ｏ．ｈ ｕ ｅＩｎｆ ｍ ｉｒ ｅ ｆＴ ｂ（ ｃ ｈ ￣ｕ ｏ ｏ Ａ２ ｎｐｒｃ ｓ ａ ｂｅ ｐｅ ｒ ｂ ｆ ｘｎｅ ｙ ｎ ｙ １ ｅ ｏｒｒｒ ｓ ｒ ｎ ａ ｄ － ｒ ： ｐ ｓ ０ｎ ｔｌ ｈ ｐｅ ｒ ｌ ｉ ｔ ｅ ｇｃ Ｔ Ｆ ｉ ａ ｏ ｆ ｒ ｉ ｍ） ｓ ｃ ｏ ｏｙ ｅ ｌ ｉ ｉ ｔｔ ｔ ｅｅｃｏ ｍ ｃａｉ ｏｔ ｐ ｃｒ ｒｓ ｆ ｃｄ ｙｒｌ ｉ ｒ ｅｓ ｏ ｔ Ｘ ｒ ｄ ｒ ｔｎＸ Ｄ ｐ ｔ ｓ ｐ ｒ ｕｓ ｄ ａ ｈ ｔ ｒ ｔｎ ｅｈｎ ｍ ｆ ｅ ｒ ｕｓ ｉ ｏ ｅ ｈｄ ｙ ｓ ｏ ｓ Ｂ ｔｈ －ｙ ｉ ａ ｉ （ Ｒ ） ｅ ｒｃ ｓ ｔｎ ｃ ｅ ａ ｈ ａｉ ｓ ｈ ｅ ｏ ａ ｒ ｏ ｓ ｐ ｃ ． ｈ ｅ ａ ｆ ｃｏ ａｄ ｔ ｒ ｏ ｒ ｉｅ ｙ ｉｅ ｎａ ｔ ｍ ａ ａａ ｓ （Ｇ Ｄ Ａ ｎｔ ｂ ｉ ｄ ｐ ｃｒ ｒｐｏｅｔ ｔｔ ｐｒｐ ａ ａ ｉ ｔｎ ｎ ｅ ｇ ｖ ｎｌ －ｆ ｒ ｔｌｈ ａ ｎｌ ｉ Ｔ － Ｔ ）ｏ ｅｏｔｎ ｒ ｕ ｏ ｒ ａ ｈ ａｐ ｒｔ ｃ ｃ ａｏ ｈ ｍ ａ ｒ ｒ ｄ ｅ ｉ ｅ ｌ ｙｓ ｈ ａｅ ｅ ｓ ｖ ｈ ｅ ｏ ｉｅ ｌｎ ｉ
牺牲阳极法制备纳米Al_2O_3
第1期
[ 8]
朱其永等 : 牺牲阳极法制备纳 米 A l2O 3
- 1
91
, 在 1 597 cm
附近有双配位的乙酰丙酮基团中
- 1
C
O 键的谱峰, 1 532 cm
[ 9, 10]
附近有乙酰丙酮 基中
- 1
C C 键的谱峰 , 在 1 091 cm 附近是 Al # O # C 中 C # O 键 的谱 峰, 产物在 660 cm - 1 有 Al # O 键的特征谱峰。图 1 谱线 b 为实验得到的干 凝胶的红外谱图, 谱图在 1 533 cm
( 安徽师范 大学化学与材料科学学院
电解 , 溶胶 凝胶 , 纳米 Al2 O3 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 0518( 2004) 01 0090 03
中图分类号 : O646
纳米氧化铝是一种尺寸为 1~ 100 nm 的超细微粒。纳米氧化铝因其表面原子与体相总原子数之比 随粒径尺寸的减小而急剧增大 , 所以显示出强烈的体积效应 ( 小尺寸效应 ) 、 量子尺寸效应、 表面效应和 宏观量子隧道效应, 进而在光、 电、 热力学和化学反应等许多方面表现出一系列的特异性能, 广泛地应用 在陶瓷工业、 微电子工业、 化工催化等领域 [ 1, 2 \ , 是目前纳米材料研究的热点之一。自 80 年代中期 Gleiter 等[ 3~ 5] 制得纳米级氧化铝粉末以来, 国内外研究人员先后用许多不同的方法制得纳米氧化铝 , 主 要包括液相法、 气相法、 固相法和非晶晶化法 , 其中液相法中的溶胶 凝胶法是近年来迅速发展起来的新 技术。 溶胶 凝胶法利用醇铝盐的水解和聚合反应制备氢氧化铝均匀溶胶 , 再浓缩成透明凝胶 , 凝胶经 抽真空低温干燥可得氢氧化铝的超微细粒, 在不同温度下煅烧 , 可得到不同晶型的纳米 Al2 O 3 。本文在 此种方法的基础上, 在乙醇溶液中电化学溶解铝金属, 将电解液直接水解制备纳米 Al2 O3
焙烧工艺对超细γ—Al2O3粉体分散稳定性的影响
纳米 Ａ 。 ｌ 因活性高、 ０ 比表 面大、 吸附性强等一 系列
优 异特性 广 泛应 用 于结 构 陶瓷 、 化 剂 载 体 、 孔 过滤 和荧 催 微 光 灯 的保护 膜 材 料 等 方 面 。但 由于 Ａ。 。 自然 界 中并 ｌ 在 ０
率对粉体晶粒粒径 的影响最显著 ， 重点考察了焙烧工艺条件 中焙烧温度和升温速率对超细 ７Ａｌ 。 ＿ 。 粉体 分散稳定性 的 Ｏ
ｍａｌｙｒａ ｇ ０ ４ １ ３ ｃ ｒ ｉ ｒｔｎ ２ ０ ＠ ６ ． ｏ ： ｎ
・
１２ ５ ・
材料 导报
２１ 年 １ ０１ １月第 ２ ５卷专 辑 １ ８
—
［（Ｈ ） ０Ｉ ＡＣ ￣３ Ｈ Ｉ３０Ｃ 耍 ７ Ｈ －７ 匦
５８ ８ ℃的放 热峰是 由于 干凝胶 粉逐 渐结 晶化 ， 始有 Ａｌ） 开 。 （ 生成 ；２． ７ ９ ０４ ℃的放热 峰 表 明此 时 一 ｌ） 开 始 向其 它 晶 型 Ａ。 。 （
焙 烧 工艺 对超 细 Ａｌ 。 体 分散稳 定性 的 影响／ 蓉蓉等 ｚ 粉 Ｏ 余
・１ １ ５ ・
焙 烧 工 艺对 超 细 ，Ａ ２ ３ 体 分 散稳 定 性 的影 响 Ｉ ｌ 粉 ｒ ｏ —
余 蓉 蓉 潘 ， 婧 。吴 秋 芳 。 ，
（ 超细粉末 国家工程研究 中心 暨上 海华 明高技术（ 团） １ 集 有限公司 ， 海 ２ ０ ３ ； 华东理工大学化工学 院， 上 ０２１２ 上海 ２ ０ ３ ） ０ ２ ７ 摘要 采用醇盐水解法制备超细 Ａｌ 粉 体 ， 用同步热 分析 仪分 析 Ａｌ ３前驱体 中溶剂 分解、 ｚ ０３ 利 ｚ ０ 晶型转
转变 。因此 ， 想得 到纯 粹 的 ７Ａ１ ）， 度 应 控制 在 ６ ０ 要 一 。温 （ ０ ～
醇盐法高纯氧化铝
醇盐法制备高纯氧化铝主要涉及以下几个步骤：
1.以高纯铝箔和醇（如异丙醇或正丁醇）为原料，反应得到醇铝，如异丙醇铝或正己醇铝。
这一步
骤通常在合成器中进行，同时会添加脱硅剂以脱除原料中的硅杂质。
2.得到的醇铝进行减压蒸馏，以提高其纯度。
然后，醇铝与高纯水进行水解和干燥，生成高纯拟薄
水铝石和醇。
这个过程中，醇可以回收利用，如异丙醇的回收率可以达到80%-90%。
3.最后，通过高温煅烧拟薄水铝石，得到高纯氧化铝。
这种方法制备的高纯氧化铝纯度高，品种多样，且环境友好度高，适合规模化生产。
然而，由于使用高纯铝作为原料，生产成本相对较高。
此外，如何控制氧化铝中的杂质含量，特别是铝中的杂质如铁等，也是这一领域的重要研究方向。
以上信息仅供参考，如需更多专业信息，建议咨询相关领域的专家或查阅相关科技文献。
超细氧化铝粉体制备方法概述
超细氧化铝粉体制备方法概述摘要：超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料，用气相法或液相法合成，现对相关合成方法、存在的优缺点进行介绍关键词：超细氧化铝；合成方法；α-Al2O3超细氧化铝，亦称纳米氧化铝，通常泛指粒径约在50-500纳米范围内的氧化铝粉体，其属于微观粒子与宏观物体的过渡区域，与一般氧化铝相比，显著特点是具有表面效应和体积效应。
超细氧化铝在催化材料、功能材料、复合材料、光学材料、精细陶瓷材料及冶金和医学生物方面有着广阔的应用前景。
目前超细氧化铝粉体的制备方法制备通常使用无机盐、金属醇盐为原料，用气相法或液相法合成，现对相关合成方法进行介绍。
1.气相反应法气相反应法是通过等离子体、激光、电子束或电弧等方式加热将物质变成气体，使之在气体状态下发生化学反应，最后在冷却过程中凝聚长大形成超细粉。
1.1 激光诱导气相沉积法（LICVD法）激光诱导气相沉积(Laser Induced Chemical Vapor Deposition)法是利用反应气体分子对特定波长激光束的吸收而产生热解或化学反应，经成核生长形成超细粉末。
整个过程实质上是一个热化学反应和晶粒成核与生长过程。
LICVD法通常采用二氧化碳激光器，加热速度快，高温驻留时间短，冷却迅速，因此可获得粒径小于10nm的均匀纳米粉体。
如G.P. Johnston等[1]利用LICVD法合成了粒度为5~10nm的球形氧化铝粉体;意大利的E. Borseua等[2]用二氧化碳激光加热反应气体得到了粒径为15~20nm 的球形α-Al2O3颗粒。
1.2 等离子体气相合成法（PCVD法）等离子体气相合成(Plasma Chemical Vapor Deposition)法是纳米陶瓷粉体制备的常用方法之一。
它具有反应温度高、升温和冷却速度快的特点，PCVD法又可分为直流电弧等离子法、高频等离子法和复合等离子法。
采用PCVD法可制得粒径为50nm的γ-Al2O3[3];粒径为20 -40nm的δ-Al2O3[4]；粒径为5~150nm 的无定形γ-Al2O3。
SiO2掺杂对高温处理后纳米TiO2光催化性能的影响
第３ 卷 第３ ５ 期
２ ０ 年 ６ ０ 月 ６
贵 州 工 业 大 学 学报 （自然 科 学 版 ）
Ｊ Ｒ Ｌ０ＦＧ Ｚ ）Ｉ ０Ｕ ＮＡ ＵＩＨ（ ＵＮＩ Ｅ ＳＴ ０ＦＴ Ｃ ０ Ｙ Ｉ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｅ ＨＮ
Ｖｌ．５ ｏ ３ ０ ３ Ｎ ． １
Ｊ ｎ ．０ ６ ｕ ｅ２ ０
（ ａ ｒ ｃｎｅ ｄｔｎ Ｎ ｔ ａＳｉ ｃ Ｅ ｉ ） ｕｌ ｅ ｉ ｏ
文章编号：０ ９０ ９ （０ ６０ —０５０ １０ ．１３２ ０ ）３０ ２—４
ＳＯ 掺杂对高温处理后纳 米 ＴＯ 光催化性 能的影响 ｉ２ ｉ２
王 家国， 陈前 林
（ 贵州大学化工学院， 贵州 贵 阳 ５００ ） ５０ ３
摘 要： 以钛酸 丁酯 为原料 ， 用醇 盐水解 法制备 纳 米 Ｔ０ ， Ｓ０ 掺 杂 纳米 Ｔｉ２ 并对 高温 处 ｉ２用 ｉ ２ Ｏ．
理后 的掺 杂纳 米 ＴＯ 光催 化 活性 进 行研 究 。ＸＩ 和 Ｔ Ｍ 研 究 结果 表 明 ，ｉ 掺 杂能 有 效 ｉ２ Ｅ Ｓ０ ２ 的提 高晶相 转 变 温度 ， 阻止 Ｔｉ２ Ｏ 从锐 钛 矿 型 向金 红 石型 的 转 变和 晶 粒 盼长 大 。 实验 结 果表
ｎ ｌ 小到 ２ ｌ ． ｌ减 Ｔ ０ｎ １ Ｔ
关键 词 ： 米 Ｔｉ ； 杂 ； 纳 ２ ０ 掺 光催化 活性
中图分类号 ： Ｄ ＴＦ １
文献标 识码 ： Ａ
０ 引 言
近年来 ， 人们对纳米 ＴＯ 光降解有机污染物的研究十分广泛。由于纳米 ＴＯ 在降解污染物时本身较 ｉ２ ｉ２
稳定 ， 无二次污染 ， 适应的污染物较广等优点 ， 有着广泛的应用前景【２ １ ， 。但由于纳米 ＴＯ 利用太 阳光的效 Ｊ ｉ２
醇盐水解法制备亚微米球形氧化铝粉体
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ａｌｕｍｉｎａ ｐｏｗｄｅｒｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂｕｔａｎｏｌ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｓ ｔｈｅ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ
实现大规模生产ꎬ但能耗大ꎮ 陈文波等 [５] 结合数值模拟研究热等离子体粉末球化过程ꎬ最终提高了粉末球
化率和球化效果ꎮ Ｌｉ 等 [６] 研究了高能球磨法对球形氧化铝高温煅烧形成球磨后的 Ａｌ２ Ｏ３ 粉末的影响ꎮ 结果
表明其具有分散性好ꎬ结构致密ꎬ烧结活性较好等突出特点ꎬ但球化效果较差ꎮ Ｏｇｉｈａｒａ 等 [７] 使用溶胶￣凝胶
摘要:以仲丁醇铝为铝源ꎬ以乙腈与正丁醇作溶剂ꎬ通过醇盐水解法制备了亚微米球形氧化铝粉体ꎮ 研究了溶剂配
比、水加入量及煅烧温度对产物相结构及微观形貌的影响ꎮ 结果表明ꎬ乙腈与正丁醇的体积比及去离子水的加入
量是影响产物的成球性以及粒径大小的关键因素ꎬ随着乙腈与正丁醇体积比增大ꎬ产物成球性变好ꎻ去离子水加入
Ａｌｃｏｈｏｌ Ｂｒｉｎｅ Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ
ＳＵＮ Ｚｉｔｉｎｇꎬ ＷＡＮＧ Ｊｉｎｇꎬ ＺＨＡＮＧ Ｈｏｎｇｍｉｎｇꎬ ＳＨＩ Ｚｈｏｎｇｘｉａｎｇꎬ ＤＡＩ Ｌｉｊｉｎｇꎬ ＬＩＵ Ｙｏｎｇｆｕ
( Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｕｌｔｒａｆｉｎｅ Ｐｏｗｄｅｒ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ
通讯作者:王 晶ꎬ教授ꎮ Ｅ￣ｍａｉｌ:ｗａｎｇｊｉｎｇ＠ ｄｊｔｕ. ｅｄｕ. ｃｎ
三氧化二锑制备工艺的研究进展
SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl; 4SbCl3+5H2O=Sb4O5Cl2+10HCl; 2SbCl3+H2O=Sb2OCl4+2HCl; 2SbCl3+3H2O=Sb2O+6HCl; 水 解 过 程 产 生 大 量 的 盐 酸 在 反 应 介 质 中 积 累 ，会 影响反应的正产进行。因此水解过程中研究者常常加 入碱性试剂以降低水中酸的积累，反应式如下： 2SbCl3+6MOH=Sb2O3+6MCI+3H2O。 1.3 醇盐水解法
纯 立 方 三 氧 化 二 锑 较 一 般 作 为 聚 酯 、涤 纶 生 产 过 程催化剂的三氧化二锑，催化活性好。为此甘庆民采用 湿法工艺制备出纯立方三氧化二锑。用盐酸溶解硫锑 矿 或 工 业 三 氧 化 二 锑 得 到 三 氯 化 锑 溶 液 ，并 通 过 两 次 水解和多级蒸馏的方法制得高纯三氯化锑溶液。三氯 化锑在碱性溶液里水解即可制得纯三氧化二锑。所研 制的纯立方三氧化二锑粉末的相结构谱图与日本同类 产品在 Ru-200 旋转阳极 XRD 上拍摄的类似，表明获 得的三氧化二锑晶体是纯立方晶系。
吕志平利用三氯化锑在乙二醇中氨解制备三氧化 二锑，乙二醇中的水质量分数可允许到 25%，温度也可 在常温到 90℃的范围内进行，且所得的 Sb2O3 为单一立 方晶体。刘立华以三氯化锑为原料，采用水解法制备三 氧化二锑。三氧化二锑的制备的最佳工艺条件：起始三 氯化锑质量浓度为 0.24 g/m，V（HCl）颐V（无水乙醇）=1， 水解温度为 45 益。处理后的三氧化二锑大大提高了 软质 PVC 体系的阻燃性能。高立方三氧化二锑的制备： 廖光荣［2］开发了一种立方晶型含量高的三氧化二锑的 工艺。三氯化锑水解：将固体或者液态三氯化锑进行水 解，过滤后可以得到氯氧化锑固体。通过加水稀释溶液 中的 HCl，从而降低酸度，析出氯氧锑，这也是目前主流 的工艺。制得的氯氧化锑再经过酒石酸等转晶型剂等 调节 pH 值、转晶型，升至一定的温度后，再通过搅拌加 入氯氧化锑，加料过程中保持一定的 pH 值和一定的温 度 ，然 后 过 滤 ，可 得 到 三 氧 化 二 锑 固 体 和 中 和 母 液 ，固 体三氧化二锑经干燥，得粗颗粒、立方晶型含量高的三 氧化二锑。
三异辛醇氧基铝水解法制备超细γ-Al2O3粉体
三异辛醇氧基铝水解法制备超细γ-Al2O3粉体
卢长德;冯源;林秀萍;孙文周
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2012(018)002
【摘要】以自制三异辛醇氧基铝为原料,采用醇盐水解法制备γ-Al2O3粉体,利用X射线衍射、扫描电镜以及激光粒度分析等手段,着重探讨pH值、分散剂添加量两个工艺条件对最终产物的相组成、结晶形貌以及粉体粒度的影响.结果表明,制备的样品均为立方相γ-At2O3,无其它杂质相,结晶纯度较高；pH值和分散剂添加量的调整对产物的相组成影响不大,但对结晶强度却有一定的影响；采用醇盐水解法制备的γ-Al2O3超细粉体粒度分布均匀,粒度为1～15 μm,pH和分散剂添加量过大或过小均会导致粉体粒度增大.
【总页数】4页(P55-58)
【作者】卢长德;冯源;林秀萍;孙文周
【作者单位】北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川750021;北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川750021;北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川750021;北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川750021
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1
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无机盐水解法制备纳米粉体
淀用热的饱和碳酸氢铵溶液将其打浆后干燥，煅烧后既得到
TiO2粉末。
TiO2的表征
X射线粉末衍射分析：
将在500℃煅烧的TiO2粉末，用D/max-RB型X-射线衍射仪
对样品进行X射线衍射分析，观察样品的晶态结构。
与TiO2标准卡片对照，TiO2为锐钛矿型，由公式计算 粒径约为11纳米。 EDS能谱分析：
TiO2的红外表征： 从图中可以看出： 3400cm附近强吸收对应 O-H的伸缩振动说明500℃ 不能将TiO2中的水完全去除： 587cm的宽带吸收带为Ti-O 键的振动吸收。
形成机理：
液相水解法以钛离子的水解为基础，m个钛离子经水
解转化为m个TiO2组成的初级粒子，这几个粒子经团聚
形成晶核，后形成的初级粒子在各个晶核上团聚。 整个水解过程遵循:水解——相转化——团聚——晶 化的过程。
主要内容：
TiO2 纳米TiO2的制备和表征
纳米TiO2的掺杂 结果与讨论
TiO2
TiO2的化学性质:
光学性质均,十分稳定,不溶于酸和碱,无毒,价廉,纳米
比表面积大,表面张力大,熔点低,对紫外线的吸收能力强，
主要应用于光催化半导体方面。
TiO2的晶型：
锐钛矿型
二氧化钛主要有金红 石型和锐钛矿型两种类。 型两种晶型结构中，钛 离子位于六个氧离子形 成的八面体中心，两种 的差别主要在于八面体
样品中杂质含
量较低。
粒度分布:
比较段烧前后二氧化钛的粒径分布图可以看出：
煅烧后的二氧化钛的粒径明显增大，但粒径仍在100
纳米以下，平均粒径为71nm。
段烧前
煅烧后
形貌分析：TEM照片 制得的TiO2粉末粒径在10nm左 右，因为粒径较小，TiO2的结晶不 是很好，但近似球形。与XRD中的 馒头峰刚好吻合。
醇盐水解法合成高纯超细BaTiO_3粉体
醇盐水解法合成高纯超细BaTiO_3粉体
滕元成;马峻峰;沈君权
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】1994(13)6
【摘要】近年来,高纯超细BaTiO_3粉体的制备技术发展十分迅速.它们在BaTiO_3电子陶瓷的应用研究中起着日益重要的作用.尽管BaTiO_3粉体的合成方法很多,但醇盐水解法有其不可争辨的优点.本文就醇盐水解法合成BaTiO_3粉体的制备技术及其发展作了综合评述.
【总页数】4页(P40-43)
【关键词】醇盐水解法;钡酸钡陶瓷;电子陶瓷;超细粉
【作者】滕元成;马峻峰;沈君权
【作者单位】四川建材学院;山东工业陶瓷研究设计院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.756
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第34卷第11期2006年11月化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 134No 111・53・基金项目:国家高技术研究发展计划(“863”计划)西部新材料行动资助项目(编号2003AA32X230);贵州省优秀青年科技人才基金资助项目(编号20030319)作者简介:李侠(1981-),女,在读硕士研究生,主要从事纳米材料的制备与应用;超微孔发泡、抗菌聚合物的研究。
醇盐水解法制备纳米α2Al 2O 3粉体薛 涛1,2 李 侠1,2 何 力2 曾 舒2,3 孙军平1,2 聂登攀3(1.贵州大学化工学院,贵阳550003;2.国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心,贵阳550014;3.贵州省纳米材料工程中心,贵阳550002)摘 要 以A1Cl 3为原料,用金属醇盐水解法制备纳米α2Al 2O 3粉体。
采用TEM 、X 2射线衍射技术分别对所得产品性能进行表征。
实验结果表明,所得到的氧化铝为纳米级粉体。
X 2射线衍射实验证明,产品为α相,用透射电子显微镜(TEM )测得粉体粒径为10～35nm ,平均粒度为25nm ,颗粒形状呈球形,粒子分散均匀。
关键词 醇盐水解,纳米氧化铝,制备Preparation of nanometer α2Al 2O 3powdersby hydrolysis of metal alkoxidesXue Tao 1,2 Li Xia 1,2 He Li 2 Zeng Shu 2,3 Sun J unping 1,2 Nie Dengpan 3(1.College of Chemical Engineering ,Guizhou University ,Guiyang 550003;2.National Engineering Research Center for Compounding and Modification of Polymeric Materials ,Guiyang 550014;3.Nanometer Material Engineering Center of Guizhou ,Guiyang 550002)Abstract Nanometer α2Al 2O 3powders were prepared by the hydrolysis of metal alkoxides method with A1Cl 3asraw material.The product was identified by TEM ,XRD respectively.The experiment results showed that the product was nanometer aluminum oxide.XRD analysis showed that the powders were α2phase ,and TEM measurement showed that the particles were 10～35nm in size ,and the average was 25nm.The particles shapes were spherical and their distri 2bution was symmetrical.K ey w ords hydrolysis of metal alkoxide ,nanometer alumina ,preparation 纳米氧化铝有多种晶型结构,其中α2Al 2O 3俗称刚玉(corundum ),是一种高熔点的氧化物,因其具有晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好、耐高温、耐腐蚀、比表面积大、反应活性高、在低温下易于成型加工等优异特性,因而在生物陶瓷、人工晶体、复合材料、生物医药、电子工业、催化剂、稀土三基色荧光粉、航空光源器件、湿敏性传感器以及红外吸收材料等方面得到了广泛的应用。
目前,纳米氧化铝的制备方法[1]以物料状态来分可归纳为固相法、气相法和液相法(湿法)。
其实验室制备方法主要是以气态蒸发法、等离子体法和金属醇盐水解法为主,其中金属醇盐水解法[2～4]由于具有简便易行、条件温和、易于控制及制得的粉体颗粒细、粒度均匀、产品纯度高等优点受到人们的广泛关注。
本实验根据自身条件,选择醇盐水解法制化工新型材料第34卷取纳米高纯氧化铝。
该法通过金属铝或铝的卤化物与醇类反应,在醇溶液中加入水,生成具有M 2O 2C 键的金属有机化合物,即金属铝醇盐。
该醇盐易于水解生成氢氧化铝沉淀,通过控制其水解产物的缩聚过程来控制聚合产物的颗粒大小,经过高温焙烧即制得纳米氧化铝粉末。
1 实验部分1.1 试剂及规格无水乙醇(分析纯);无水异丙醇(分析纯);苯(分析纯);无水AlCl 3(化学纯);氨(化学纯);去离子水等。
1.2 实验过程醇化反应是在回流反应器(醇化器)中进行的,取一定量的无水A1Cl 3晶体放入三口烧瓶中,再加入一定量的苯湿润,此时无反应发生。
随即缓慢加入一定量的无水乙醇或无水异丙醇,发生强烈反应,大量放热,AlCl 3完全溶解后溶液透明。
恒温65～70℃,搅拌并通入一定量的氨气,以促使反应进行,反应时间为2h 。
随着氨气的通入,回流反应器中白色固体物逐渐增多,当p H 值达到8左右时,视为反应终点。
然后真空抽滤除去不溶于有机试剂的N H 4Cl ,滤液为无色透明的铝醇盐。
将该铝醇盐溶液在蒸馏瓶里进行水浴蒸馏,回收苯和醇,脱除的有机试剂用于处理下一批无水AlCl 3。
将蒸馏后的铝乙醇盐或铝异丙醇盐溶液在不同温度条件下加入含有表面活性剂的去离子水进行水解,得到高分散的纳米高纯氧化铝水合物,再经高温煅烧得到纳米高纯的α2Al 2O 3。
2 结果与讨论2.1 实验条件对产物粒径的影响醇化反应条件及醇化产物的主要化学成分、不同醇与氯化铝反应制得纳米氧化铝的粒度对比列于表1。
表1 制备Al 2O 3的实验反应条件及结果编号K 2ONa 2OSiO 2Fe 2O 3醇化剂种类溶剂α2Al 2O 3粒度/nm 10.0040.00150.0230.0074乙醇苯6020.00350.00070.0120.0084异丙醇苯2030.00350.00070.0120.0084乙醇苯5040.00430.0006--异丙醇苯3550.00380.0027--异丙醇苯25 由实验数据可知,采用不同种类的醇化剂与无水氯化铝反应,制得的氧化铝及其水合物的粒径亦不同,其原因可能是醇化反应的程度不同所致。
实验结果表明,以异丙醇作为醇化剂制得的A12O 3的粒径比以乙醇作为醇化剂制得的粒径小,达到了纳米级的要求。
但是采用异丙醇作为醇化剂时,醇化反应的操作过程较复杂,不易控制。
2.2 TEM 分析实验所得的氧化铝超细粉末用日立H800型电子透射显微镜观察颗粒形貌以及粒径大小(见图1)。
电镜条件:加速电压100kV ,电子束流<10μA 。
从电子透射电镜(TEM )照片可以看出,通过醇盐法制备的纳米α2Al 2O 3粉体最大颗粒粒径为35nm ,最小为10nm ,以统计的方法求出粒子的平均粒径为25nm ,粒度分布范围较窄,其颗粒形状呈球形,而且晶粒度均匀,分散性较好,无致密团聚现象。
图1 纳米α2Al 2O 3粉体的透射电镜照片纳米α2Al 2O 3的电子衍射照片结果表明(图略),所得物相是单一晶相,电子衍射谱表明该粉末已具有完整的晶型(α2Al 2O 3),且结晶良好,颗粒细而均匀。
2.3 X 2射线衍射分析本实验采用日本理学D/max 2RB 型X 2射线衍射仪对制得的5#样品A12O 3粒子的晶相结构进行分析,测定条件:Cu 靶(Kα,λ=0.154060nm ),管电压40kV ,管电流30mA ,扫描速度5℃/min ,扫描范围2θ(°)为20°～80°。
其XRD 图谱如图2所示。
图中3个最强衍射峰的2θ角43.36°、35.16°、57.48°所对应的d 值分别为2.0851、2.5503、1.6020nm ;其他2个比较强的衍射峰的2θ角25160°、52160°所对应的d 值分别为314768、1.7385nm 。
从这些数据可以看出,样品的d・45・第11期薛 涛等:醇盐水解法制备纳米α2Al 2O 3粉体值和衍射角2θ与J CPDS 卡片中的α型氧化铝相当一致,且衍射峰峰形尖锐,表明在煅烧过程中晶型转化非常完全,煅烧后的产物晶型好。
衍射谱中未见其他杂质物相存在,说明用该醇盐水解法制备的氧化铝具有很高的纯度,可以断定合成的氧化铝为α晶粒。
从XRD 谱图还可以看出,背底很低,说明样品具有良好的结晶度。
图2 纳米α2Al 2O 3粉体的X 2射线衍射图谱另外氧化铝粉末颗粒的平均粒度可由谢乐(Scherrer )公式[5]求得:D =k λ/(Bco s θ)(1)式中,D 为产品的一次粒径/nm ;K 为与晶粒形状和尺寸有关的常数,对于球形晶粒K 取0.89;λ是Cu 靶取01154060nm ;B 为衍射曲线上劳厄积分宽度/孤度;θ为布拉格角/度,峰位为2θ值。
选取4条低角度(2θ≤50°)X 衍射线代入公式(1)中进行计算,然后对D 取平均值,计算结果为:利用醇盐水解法制得的α2Al 2O 3粉体的平均晶粒粒径为30.82nm ,此值与TEM 透射电镜观测到的平均颗粒粒度为25nm 大致符合。
2.4 影响因素分析影响产品粒度的因素主要有:醇化试剂种类,回流反应时间,回流反应温度,加入醇量,通氨方式及其用量等。
实验结果表明:(1)采用异丙醇作醇化剂,能制取纳米α2A12O 3,但操作过程较复杂。
(2)在一定的范围内,回流反应时间越长对醇化反应越有利,制备的产物粒径越小;本实验用时2h 。
但时间再长对产物粒径影响已不明显。
醇化剂的加入量不能太少,否则对A1C13的溶解不利。
(3)回流反应温度越高(以沸点为限),醇化反应进行越快,但温度过高,回流量增大,易造成有机物的挥发损失。
(4)铝醇盐的水解条件亦对产品粒径有着重要的影响。
实验结果表明:水解温度60～70℃;连续加水时间控制在20～25min ;加水量为理论量的10～13倍时,所得产品粒度细,纯度高,易洗涤,且铝的回收率高。
另外,采用加高分子型表面活性剂的去离子水时,产品的粒径小,且均匀。
(5)实验中对产品的纯度分析发现,SiO 2含量较高,SiO 2主要是由原料无水氯化铝带入的,因此提高原料品质是获取高纯纳米氧化铝产品的关键。
3 结论利用醇盐水解法成功合成出了纳米α2Al 2O 3,颗粒平均粒度为25nm ,颗粒形状呈球形,晶粒度非常均匀,结晶完整。