纳米氧化铝的研究

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纳米氧化铝的研究进展

纳米氧化铝的研究进展

1.5纳米氧化铝的研究进展1.5.1氧化铝的性质氧化铝是化学键力很强的离子键化合物。

它有八种同质异形晶体:Q、B、Y、0、q、8、K、X-A1203,其中主要的也是在工业中得到重要应用的是Q.A1203、B.A1203 和Y.A1203---种晶型。

Y—A1203为低温稳定相,Q.A1203是熔点2050。

C以下唯一的在任何温度下都会稳定存在的相态,其它相态均为过渡相或不稳定相【74】。

Y.A1203属于立方晶系,尖晶石型结构,其中氧原子呈面心立方密堆积,铝原子不规则地排列在由氧原子围成的八面体和四面体孔穴中。

它的密度为3.30.3.639/cm3,只在低温下稳定,在高温下不稳定,它不溶于水,但溶于酸或碱。

y.A1203比表面很大,约为200.600m2/g,具有强的吸附能力和催化活性,广泛用于吸附剂、催化剂和催化剂载体[751OB.A1203是一种氧化铝含量很高的多铝酸盐,它的化学组成可近似地用RO.6A1203或R20.1 1A1203来表示(RO为碱土金属氧化物,R20为碱金属氧化物),其结构由碱土金属或碱金属离子层尖晶石结构单元交替堆积而成,氧离子排列成立方密堆积结构,Na+ 完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内,在这个平面内可以很快扩散,呈现离子型导电,称钠离子导体。

因此,13.A1203是一类重要的固体电解质【75J。

Q.A1203属于三方晶系,刚玉型结构,该结构可以看成氧离子按六方紧密排列,即ABABAB一二层重复型,而铝离子有序的填充于2/3的八面体间隙中,使其化学式成为A1203。

Q.A1203熔点为2050。

C,密度为3.90-4.019/cm3,模氏硬度为9。

它的化学性质稳定,不溶于水,也不溶于酸或碱,耐腐蚀且电绝缘性好,广泛应用于高硬度研磨材料、陶瓷材料、耐火材料和集成电路的基板等【75,76】。

第五章氧化铝碳纳米管一维纳米复合材料制备5.1引言碳纳米管(CNTs)自1990年被发现以来【l】,一直是科学界关注的焦点。

纳米氧化铝的研究

纳米氧化铝的研究

纳米氧化铝的研究及应用[摘要]纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术,纳米科学与技术将对其他学科、产业和社会产生深远的影响。

文章概述了纳米氧化铝的结构、性能、用途、制备等方面,更深入地了解了纳米氧化铝材料,并展望了纳米氧化铝材料的应用前景。

[关键字]纳米氧化铝 结构 性能 用途 制备方法[前言]近年来, 纳米氧化铝材料备受到人们普遍关注,其广阔的应用前景引起了世界各国科技界和产业界的高度关注,因此作为21世纪具有发展前途的功能材料和结构材料之一,纳米氧化铝材料一直都是纳米材料研究领域的热点。

1 纳米氧化铝的结构与性质Al 2O 3有很多同质异晶体,常见的有三种,即:α- Al 2O 3、β- Al 2O 3、γ- Al 2O 3。

除β- Al 2O 3是含钠离子的Na 2O-11Al 2O 3外,其他几种都是Al 2O 3的变体。

β- Al 2O 3、γ- Al 2O 3晶型在1000~1600℃条件下,几乎全部转变为α- Al 2O 3 。

① α-Al 2O 3α- Al 2O 3为自然界中唯一存在的晶型,俗称刚玉。

天然刚玉一般都含有微量元素杂质,主要有铬、钛等因而带有不同颜色。

刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状,晶形大都完整,具玻璃光泽。

α- Al 2O 3属六方晶系,氧离子近似于六方密堆排列,即ABAB ˖˖˖二层重复型。

在每一晶胞中有4个铝离子进入空隙,下图为α- Al 2O 3结构中铝离子填入氧离子紧密堆积所形成的八面体间隙。

由于具有较高的熔点、优良的耐热性和耐磨性,α- Al 2O 3被广泛的应用在结构与功能陶瓷中。

② β- Al 2O 3β- Al 2O 3是一种含量很高的多铝酸盐矿物,它不是一种纯的氧化铝,其化学组成可近似用MeO-6 Al 2O 3和Me 2O-11Al 2O 3表示(MeO 指CaO 、BaO 、SrO 等碱土金属氧化物;Me 2O 指的是Na 2O 、K 2O 、Li 2O )。

纳米多孔氧化铝材料的制备研究

纳米多孔氧化铝材料的制备研究

纳米多孔氧化铝材料的制备研究纳米多孔氧化铝是一种具有很强应用价值的材料,具有广泛的应用前景。

目前,国内外对纳米多孔氧化铝材料的制备研究已经取得了一定的进展,但在工业应用上仍存在一些瓶颈,需要进一步研究和探索。

一、制备方法目前纳米多孔氧化铝材料的制备方法主要有物理制备方法和化学制备方法两种。

物理制备方法:如高温烧结法、氧化还原法、雾化法等。

物理方法制备的纳米多孔氧化铝材料具有晶界连续、氧化被还原、结构稳定等优点,同时也具有制备简便、操作方便等优点。

化学制备方法:如水热法、溶胶凝胶法、模板法、浸涂法等。

化学方法制备的纳米多孔氧化铝材料具有孔径分布均匀、孔壁厚度可调、孔结构复杂等优点,同时也具有制备条件宽泛、工艺模板易于获得等优点。

二、优化制备条件制备纳米多孔氧化铝材料时,优化制备条件对材料的质量和性能有重要影响。

目前,纳米多孔氧化铝材料的制备条件主要包括温度、时间、pH值、添加剂种类和浓度等。

温度和时间则影响形态结构和晶体形貌等方面。

pH值影响胶体稳定性和晶粒尺寸分布等。

添加剂种类和浓度会影响孔径、孔间距、凝胶稳定性等方面性质。

三、应用前景纳米多孔氧化铝材料具有很强的应用潜力,主要体现在以下几个方面:1. 电化学领域:纳米多孔氧化铝作为电极材料的应用,可以用于超级电容器、锂离子电池、燃料电池等领域。

2. 生物领域:纳米多孔氧化铝可以作为生物传感器、药物控释器等生物医学领域的研究和应用。

3. 分离纯化领域:纳米多孔氧化铝可以作为高效、快速、便捷的分离纯化方法。

4. 其他领域:纳米多孔氧化铝还可以应用在气体流量计、酸碱中和、催化剂或吸附剂等领域。

综上所述,纳米多孔氧化铝材料的制备研究和应用前景十分广阔。

在今后的研究中,我们应该加强对纳米多孔氧化铝的制备技术和应用研究,以推动纳米多孔氧化铝在各个领域的应用。

纳米氧化铝的制备及其应用研究

纳米氧化铝的制备及其应用研究

纳米氧化铝的制备及其应用研究随着科技不断发展,纳米材料已经成为研究的热点之一。

纳米氧化铝作为一种典型的纳米材料,其制备及应用也备受关注。

本文将探讨纳米氧化铝的制备及其应用研究现状。

一、纳米氧化铝的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是纳米氧化铝制备的一种常见方法。

该方法是将溶胶和凝胶相互转化制备纳米材料。

溶胶是一种均匀的溶解液体,而凝胶则是静置后,具有凝固状态的胶状物。

溶胶的制备一般使用金属有机化合物或金属盐等作为原料。

通过加入催化剂、保护剂等辅助剂,可以调节物质反应和氧化过程的速度及方向,从而制得不同质量的氧化铝材料。

2. 水热法水热法是一种简单、易操作、易于扩大生产的制备纳米氧化铝方法。

该方法主要利用水在高温高压状态下具有很强的溶解性,可以将较难溶解的物质转化为可溶物质。

在水热条件下进行反应,可以制备出具有较高结晶度、均匀粒径分布的氧化铝纳米材料。

3. 气相沉积法气相沉积法是利用高温高压下气体分解反应制备纳米氧化铝的方法。

该方法通常是通过化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)获得所需的气体和沉积材料。

通过调节反应温度、气体浓度、反应时间等工艺参数,可以制备出具有不同尺寸和形态的氧化铝纳米材料。

二、纳米氧化铝的应用1. 电子材料纳米氧化铝具有优异的电学性能,如高介电常数、低损耗、高绝缘强度等。

因此,纳米氧化铝被广泛应用于电子材料领域。

例如,纳米氧化铝可用于制备压敏电阻、介电层等电子元件。

2. 光学材料纳米氧化铝材料在光学材料中也具有广泛应用。

通过控制纳米氧化铝的粒度,可以调节其光学性质,如透过率、反射率等。

此外,纳米氧化铝还可以作为光致变色材料、高光谱材料等。

3. 磁性材料在磁性材料领域,纳米氧化铝也具有一定的应用价值。

将纳米氧化铝与磁性材料复合,可以有效改善其性能,例如提高介电常数、阻抗等。

此外,纳米氧化铝还可以作为电磁屏蔽材料等。

4. 生物医药材料近年来,纳米氧化铝在生物医药领域也得到了广泛研究。

纳米氧化铝纳米线的制备及其应用研究

纳米氧化铝纳米线的制备及其应用研究

纳米氧化铝纳米线的制备及其应用研究纳米材料在当今的科学研究和工业发展中,得到了越来越广泛的应用。

其中,纳米氧化铝纳米线是一种重要的材料,具有极高的抗压强度和导电性能,能够广泛应用于电子、能源、传感器等领域。

本文将介绍纳米氧化铝纳米线的制备方法及其应用研究。

第一部分:纳米氧化铝纳米线的制备方法纳米氧化铝纳米线的制备方法主要有两种:湿化学法和气相沉积法。

1.湿化学法湿化学法主要是通过溶液反应的方式来制备氧化铝纳米线。

其主要步骤包括:将铝盐和氧化剂混合在水溶液中,使用凝胶转化剂使其成为凝胶状物质,利用干燥和高温煅烧的方法制备出氧化铝纳米线。

该方法制备的纳米线直径较小,可控性较差,但制备成本较低,适用于大规模生产。

2.气相沉积法气相沉积法是利用气相反应在高温下制备氧化铝纳米线。

其主要步骤包括:将铝源和氧源分别与惰性气体混合,在高温下使其反应生成氧化铝纳米线,利用沉积基底使其定向生长。

该方法制备的纳米线直径较大,可控性较好,但制备成本较高,适用于小批量生产。

第二部分:纳米氧化铝纳米线的应用研究纳米氧化铝纳米线的应用研究主要包括电子、能源、传感器等领域。

1.电子领域纳米氧化铝纳米线在电子领域中主要应用于晶体管和电容器等器件中。

其高弹性模量、高载流电子浓度和极高的导电性能,可以增强电子器件的性能和可靠性。

2.能源领域纳米氧化铝纳米线在能源领域中主要应用于锂离子电池和太阳能电池等方面。

其高比表面积、高功率密度和优异的循环性能,可以提高电池的性能和寿命。

3.传感器领域纳米氧化铝纳米线在传感器领域中主要应用于气体和生物传感器等方面。

其高表面活性和良好的生物相容性,可以提高传感器的灵敏度和可靠性。

结论纳米氧化铝纳米线作为一种重要的纳米材料,其制备方法和应用研究已经得到了广泛的研究和应用。

未来,需要进一步研究其制备方法的可控性和成本效益,并拓展其在新领域的应用,为人类社会的发展做出更加巨大的贡献。

纳米氧化铝的制备研究的开题报告

纳米氧化铝的制备研究的开题报告

纳米氧化铝的制备研究的开题报告一、选题背景纳米科技是当前国际科技领域的热点之一,纳米材料的制备和应用领域也在不断拓展。

作为广泛应用于各种领域的纳米材料,纳米氧化铝具有优异的物理、化学性能和广阔的应用前景。

目前纳米氧化铝的制备方法很多,但是大多存在着制备成本高、产品质量不稳定等问题,所以需要进一步进行有针对性的研究和探索,找到一种高效、稳定、环保的纳米氧化铝制备方法。

二、选题意义纳米氧化铝具有很多优越的物理、化学性质,如热稳定性、耐高温、抗腐蚀性等,广泛应用于光电子、催化剂、材料、磁介质、生物医学、环境保护等领域。

相关的技术研究和项目开发也广受欢迎。

因此,研究纳米氧化铝的制备具有重要的理论研究和实际应用价值。

三、研究内容和目标针对当前纳米氧化铝制备方法存在的问题,本研究将采用一种新的方法来制备该材料,并通过比较分析实验结果,研究出一种高效、稳定、环保的纳米氧化铝制备方法,并探究其在光电、催化、材料等领域的应用。

具体目标如下:1. 研究适用于纳米氧化铝制备的方法;2. 优化制备方法,提高纳米氧化铝的纯度、晶格性和结晶度;3. 分析表征制备的纳米氧化铝,包括粒径、形貌、表面性质等性质;4. 探究纳米氧化铝在光电、催化、材料等领域的应用。

四、研究方法和流程1. 文献综述:对于纳米氧化铝制备的发展历程、纳米氧化铝的物理化学性质以及目前已有的纳米氧化铝制备方法进行深入的研究和分析。

2. 实验设计:选定一种新的方法来制备纳米氧化铝,并逐步优化制备方法。

3. 数据分析:通过分析样品的物理化学性质,包括颗粒大小、结晶度等对制备方法进行改进。

同时对样品进行表征,包括扫描电镜、透射电镜等手段。

4. 结果分析:对实验结果进行数据分析,并对分析结果进行解释和总结,最终得出比较满意的制备方法。

五、预期成果1. 探究一种新的纳米氧化铝制备方法;2. 优化纳米氧化铝的制备方法,提高其纯度、晶格性和结晶度;3. 对制备的纳米氧化铝进行表征,包括粒径、形貌、表面性质等;4. 探究纳米氧化铝在光电、催化、材料等领域的应用。

材料科学中的纳米氧化铝制备技术

材料科学中的纳米氧化铝制备技术

材料科学中的纳米氧化铝制备技术近年来,随着科技的不断发展和人们对材料优化性能的需求不断增长,纳米材料制备技术成为了材料科学领域中的热门研究方向,而纳米氧化铝作为一种重要的功能材料,也受到了广泛关注。

本文将详细介绍纳米氧化铝的制备技术,以及其在材料科学领域中的应用。

一、纳米氧化铝的基本特性纳米氧化铝是由纳米级氧化铝颗粒组成的粉末状材料,具有许多独特的物理和化学性质。

首先,纳米氧化铝颗粒的比表面积非常大,使其表面活性极强,从而增加了其化学反应和物理吸附的可能性。

其次,纳米氧化铝颗粒的晶格结构一般比较完整,晶界面的能量较高,对外界环境的响应也更为敏感。

另外,纳米氧化铝颗粒的尺寸越小,其量子效应和量子限制效应更加显著,材料的光学、磁学、热学、电学等性质也会发生明显变化。

二、纳米氧化铝的制备方法目前,纳米氧化铝的制备方法主要有以下几种:1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是最早被应用于纳米氧化铝制备的方法之一。

其基本原理是通过溶解氧化铝前驱体(如氯化铝、硝酸铝等)于溶剂中,形成溶胶,再通过加热、干燥等过程转变为凝胶,最终经过煅烧得到纳米氧化铝。

这种方法可以控制得到较为均匀的纳米氧化铝颗粒,但需要较长的反应时间,并且产物中常常会存在一定量的杂质。

2. 比较浸出法比较浸出法是通过将铝金属与氢氧化物混合,经过合适的处理,得到纳米氧化铝的一种方法。

这种方法具有成本低、加工便捷等优点,但是需要使用强碱性溶液,有一定的环境风险。

3. 等离子体化学法等离子体化学法是一种新兴的纳米氧化铝制备方法,其原理是通过气相放电等离子体产生活性氧化铝物种,并与前驱体反应生成纳米氧化铝颗粒。

这种方法可以得到高质量的、纯净的纳米氧化铝,但需要较高的制备成本。

三、纳米氧化铝的应用纳米氧化铝具有非常广泛的应用前景,主要涉及到以下几个方面:1. 光学材料纳米氧化铝在光学领域中被广泛应用,可以制备出具有良好光学性能的薄膜、光学器件等,如LED封装、光伏电池、光学滤波器等。

氧化铝纳米材料的制备及其应用研究

氧化铝纳米材料的制备及其应用研究

氧化铝纳米材料的制备及其应用研究氧化铝纳米材料是一种重要的纳米材料,在材料科学领域有着广泛的应用。

本文将介绍氧化铝纳米材料的制备及其应用研究。

一、氧化铝纳米材料的制备氧化铝纳米材料的制备方法多种多样,包括溶胶-凝胶法、水热法、热分解法、物理气相沉积等。

其中,溶胶-凝胶法是制备氧化铝纳米材料比较常用的一种方法。

溶胶-凝胶法是以溶胶体系中的金属离子为原料,通过加热处理,使其发生聚合和凝胶化,然后再经过干燥和煅烧等工艺得到纳米氧化铝材料。

此外,还可以通过水热法制备氧化铝纳米材料。

水热法是指将金属离子与一定量的水在高温高压条件下反应,从而形成纳米氧化铝。

二、氧化铝纳米材料的应用1. 催化剂氧化铝纳米材料在催化领域有着广泛的应用。

由于其具有高比表面积、丰富的酸碱中心等特点,可以用作催化剂的载体,提高催化剂的活性和选择性。

例如,将纳米氧化铝与贵金属复合制成催化剂,能够有效地催化苯环的加氢反应。

2. 去除水中重金属离子氧化铝纳米材料还可以用于水处理,可以去除水中的重金属离子。

研究表明,纳米氧化铝比传统的氧化铝更具有去除重金属离子的能力,因为其比表面积更大,可以更充分地与重金属离子接触。

3. 透明导电薄膜另外,氧化铝纳米材料还可以用于制备透明导电薄膜。

将氧化铝纳米材料制备成透明导电薄膜,可以用于光电显示器等领域。

4. 生物传感器最近,氧化铝纳米材料还被发现可用于生物传感器。

纳米氧化铝具有高比表面积和良好的生物相容性,可以被用作生物传感器的材料。

例如,将纳米氧化铝和生物分子复合制成生物传感器,能够实现对特定生物分子的敏感检测。

三、总结氧化铝纳米材料作为一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景。

可以通过多种方法制备纳米氧化铝材料,其应用领域包括催化、水处理、透明导电薄膜和生物传感器等。

这些应用领域的发展,将进一步推动氧化铝纳米材料的制备和应用技术的发展。

混凝土中纳米氧化铝的增效作用研究

混凝土中纳米氧化铝的增效作用研究

混凝土中纳米氧化铝的增效作用研究一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,但由于其自身的材料特性,常在使用过程中出现开裂、变形等问题,从而影响工程的使用寿命和安全性。

因此,为了提高混凝土的抗压强度、耐久性和耐磨性等性能,需要进行一定的改进和优化。

近年来,纳米材料的出现为混凝土的性能改善提供了新的思路和方法。

本文旨在探讨纳米氧化铝在混凝土中的增效作用及其机理。

二、纳米氧化铝的制备方法纳米氧化铝是一种重要的无机纳米材料,在混凝土中的应用也越来越广泛。

目前,纳米氧化铝的制备方法主要有以下几种:1. 溶胶-凝胶法通过水热法将铝盐溶液和氢氧化钠混合,然后通过水解和凝胶化反应制备出纳米氧化铝。

2. 气相法将铝粉或铝箔等金属铝材料加热至高温,使其蒸发并与氧气反应生成纳米氧化铝。

3. 水热法将铝盐和氢氧化钠混合,加入适量的水,在高温高压条件下反应生成纳米氧化铝。

4. 水热气相法将铝盐和氢氧化钠混合,然后在高温高压的条件下通过水热气相反应制备出纳米氧化铝。

5. 水热-溶剂热法将铝盐溶解在有机溶剂中,然后通过水热和溶剂热反应制备出纳米氧化铝。

三、纳米氧化铝在混凝土中的增效作用1. 提高混凝土的抗压强度纳米氧化铝具有很大的比表面积和高活性,能够与混凝土中的水化产物和水泥反应生成更多的硬化产物,从而增强混凝土的抗压强度。

同时,纳米氧化铝还能填充混凝土中的毛细孔隙和微观裂缝,减少混凝土的孔隙率,提高混凝土的密实度和坚固性。

2. 提高混凝土的耐久性纳米氧化铝还能够提高混凝土的耐久性,主要表现在以下几个方面:(1)抗冻性:纳米氧化铝能够填充混凝土中的微观裂隙和毛细孔隙,从而减少混凝土中的自由水,降低混凝土的渗透率和吸水率,提高混凝土的抗冻性。

(2)耐碱性:纳米氧化铝能够稳定混凝土中的氢氧根离子和碳酸根离子,减缓混凝土碱性环境对混凝土的侵蚀和腐蚀,提高混凝土的耐碱性。

(3)耐腐蚀性:纳米氧化铝能够填充混凝土中的孔隙和裂隙,阻止氯离子和其他腐蚀性物质的渗透和侵蚀,从而提高混凝土的耐腐蚀性。

高岭土制备纳米氧化铝工艺研究

高岭土制备纳米氧化铝工艺研究

高岭土制备纳米氧化铝工艺研究一、研究背景二、高岭土制备纳米氧化铝工艺1. 原料准备2. 高岭土预处理3. 氧化铝制备过程(1)沉淀法制备氧化铝(2)水热法制备氧化铝(3)溶胶-凝胶法制备氧化铝三、工艺优化及影响因素分析1. 工艺优化(1)原料比例的优化(2)反应温度的优化(3)反应时间的优化2. 影响因素分析四、产品性能测试及应用前景展望1. 纳米氧化铝产品性能测试(1)颗粒大小分布(2)比表面积测定(3)晶体结构表征2. 应用前景展望一、研究背景纳米材料具有比传统材料更优异的物理和化学特性,因此在各个领域得到广泛的应用。

而高岭土是一种常见的天然矿物质,在制备纳米材料中也有着重要的作用。

本文将探讨高岭土制备纳米氧化铝的工艺及其影响因素,以及产品性能测试和应用前景展望。

二、高岭土制备纳米氧化铝工艺1. 原料准备高岭土是一种含有较多的三氧化二铝(Al2O3)和硅酸盐的矿物质。

在制备纳米氧化铝时,需要将高岭土作为原材料进行处理。

同时,还需要选择适当的氧化铝制备方法,如沉淀法、水热法或溶胶-凝胶法等。

2. 高岭土预处理在高岭土制备过程中,需要对原料进行预处理。

首先是粉碎高岭土,使其颗粒大小适合反应条件。

然后通过筛分或离心等方法去除其中的杂质和不需要的部分。

最后是将高岭土与其他原材料按一定比例混合均匀。

3. 氧化铝制备过程(1)沉淀法制备氧化铝将适量的AlCl3与NaOH溶液混合后缓慢加入高岭土悬浮液中,在搅拌下反应数小时,形成沉淀物。

经过洗涤、烘干等处理后,即可得到纳米氧化铝。

(2)水热法制备氧化铝将高岭土与NaOH混合,加入适量的水,在高温高压条件下反应数小时,形成纳米氧化铝。

该方法制备的氧化铝颗粒较小且分散性好。

(3)溶胶-凝胶法制备氧化铝将Al(NO3)3等溶液与高岭土悬浮液混合,经过酸碱调节、加热、干燥等步骤后,得到纳米氧化铝。

该方法制备的氧化铝颗粒分散性好,但对原料的要求较高。

三、工艺优化及影响因素分析1. 工艺优化(1)原料比例的优化在高岭土制备纳米氧化铝过程中,需要掌握适宜的原料比例。

氧化铝纳米颗粒表面修饰及其应用研究

氧化铝纳米颗粒表面修饰及其应用研究

氧化铝纳米颗粒表面修饰及其应用研究氧化铝是一种广泛应用的功能性材料,常用于制备陶瓷材料、涂层、催化剂等。

随着纳米技术的发展,氧化铝纳米颗粒的应用越来越广泛。

在实际应用中,氧化铝纳米颗粒的表面性质对其性能有着很重要的影响。

因此,对氧化铝纳米颗粒表面进行修饰,成为了研究热点之一。

本文将介绍氧化铝纳米颗粒表面修饰及其应用研究的相关进展。

1. 氧化铝纳米颗粒表面修饰方法氧化铝纳米颗粒的表面修饰方法可以分为物理方法和化学方法两种。

1.1 物理方法物理方法是指通过物理手段改变氧化铝纳米颗粒表面结构的方法。

常见的物理方法包括离子束照射、等离子体处理、激光辐照等。

离子束照射是通过离子束轰击氧化铝纳米颗粒表面,使其发生化学反应,从而改变表面性质。

等离子体处理和激光辐照则是通过热、光等作用,改变氧化铝纳米颗粒表面结构。

1.2 化学方法化学方法是指通过化学反应改变氧化铝纳米颗粒表面结构的方法。

常见的化学方法包括溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。

溶胶-凝胶法是一种将溶胶浸泡在胶体中,通过溶胶与胶体分子相互作用形成氧化铝纳米颗粒的方法。

水热法是将胶体溶液加热至高温高压条件下形成氧化铝纳米颗粒的方法。

化学气相沉积法则是将氧化铝前体沉积在纳米颗粒表面的方法。

2. 氧化铝纳米颗粒表面修饰的应用研究进展氧化铝纳米颗粒表面修饰后,可以用于制备催化剂、涂层、传感器等材料。

以下是一些应用研究的进展。

2.1 催化剂改变氧化铝纳米颗粒表面的化学性质,可以调节其催化活性。

例如,对表面进行氢气还原可使氧化铝纳米颗粒表面亲水性增强,从而提高其选择性催化还原CO2的能力。

同时,还发现通过表面修饰后的氧化铝纳米颗粒可以用于制备光催化剂、催化剂载体等。

2.2 涂层将氧化铝纳米颗粒表面修饰后,可以用于制备涂层材料。

例如,将表面修饰后的氧化铝纳米颗粒与树脂或涂料复合,可以得到具有高硬度、高耐磨性、抗腐蚀性好等特性的涂层材料。

2.3 传感器表面修饰后的氧化铝纳米颗粒可用于制备气敏传感器、生物传感器等。

纳米氧化铝的制备与性能研究

纳米氧化铝的制备与性能研究

纳米氧化铝的制备与性能研究纳米材料是当前研究的热点领域之一。

纳米氧化铝,是一种非常重要的纳米材料,具有许多优异的性能和广泛的应用前景。

本文将就纳米氧化铝的制备和性能进行详细的探讨。

一、纳米氧化铝的制备纳米氧化铝的制备方法众多,其中最为常见的是溶胶-凝胶法、热分解法、水热法、等离子体化学气相沉积法等。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种制备纳米氧化铝的有效方法。

该方法主要是通过将铝碱金属化合物等沉淀至水溶液中,形成胶体,随后加热干燥,并将胶体中的氧化物还原为金属,并使其在水溶液中形成细小颗粒从而制备纳米氧化铝。

2. 热分解法热分解法主要是通过将铝化合物转化为气态铝氯化物,并与水汽反应形成氧化物,使氧化物沉积在基底上,从而获得纳米氧化铝。

3. 水热法水热法是一种通过在高温高压环境下使氧化铝晶粒先成核,后生长,构成纳米颗粒的方法。

其主要制备方式是在水溶液中加入铝盐,然后在400℃的条件下反应10小时,从而形成纳米氧化铝。

4. 等离子体化学气相沉积法等离子体化学气相沉积法是将金属气体与反应气体混合,通过等离子体化学反应形成氧化铝薄膜的方法。

其主要原理是通过等离子体与反应气体的作用,将氧化铝形成在基底表面,从而制备纳米氧化铝。

二、纳米氧化铝的性能纳米氧化铝具有很多优秀的性能,如高比表面积、优异的热稳定性、出色的化学惰性、良好的抗磨损性、良好的机械性能等。

1. 高比表面积纳米氧化铝具有非常高的比表面积,主要由于其极小的晶粒大小。

该性能可使其与其他材料表面更加容易发生反应,并且具有更高的活性。

2. 优异的热稳定性纳米氧化铝的晶粒小,表面活性大,由于弛豫出现强烈紊流和细小温度场等热稳定性较好的表面特性,因此与纳米氧化铝处理的表面相结合,其热稳定性也相对较高。

同时,纳米氧化铝也是一种理想的高温材料,可适用于诸如催化剂、太阳能电池、再生能源、热交换器和多孔陶瓷等领域。

3. 出色的化学惰性纳米氧化铝的化学惰性非常出色,对一般的酸碱等化学物质具有良好的稳定性和抵抗能力。

纳米氧化铝材料的导电机制研究

纳米氧化铝材料的导电机制研究

纳米氧化铝材料的导电机制研究导电材料在我们的生活中扮演着重要角色,从电路到电子产品,无处不见其身影。

纳米氧化铝材料作为一种新型导电材料,具有巨大的潜力和应用前景。

本文将探讨纳米氧化铝材料的导电机制,分析其导电原理和性能。

导电是物质内部的电子运动。

对于大多数材料来说,导电性是由流动电子贡献的。

原子或离子在材料中的排列方式直接影响着导电性能。

纳米氧化铝材料是由氧化铝纳米颗粒组成的,其导电机制和大尺寸氧化铝材料存在差异。

纳米氧化铝材料的导电机制主要取决于两方面因素:粒径效应和表面效应。

首先,纳米颗粒的粒径较小,电子受到晶格限制较少,自由度较高。

粒径越小,导电性能越好。

这是因为纳米颗粒在尺寸效应下,材料中介电常数的量级会改变,导致了电荷载体的迁移路径变得更容易。

其次,纳米颗粒的表面积相对较大,表面上存在较多的未饱和键和缺陷,这些缺陷会形成电子状态,提升了导电性能。

除了粒径效应和表面效应,纳米氧化铝材料的导电机制还与材料的制备方法和掺杂物有关。

掺杂是指在材料中加入其他元素或化合物,改变了材料的导电性能。

例如,掺杂硅可以提高氧化铝材料的导电性能,因为硅在氧化铝晶格中能形成Si-O键,导致电子的自由度增加,从而提高导电性能。

另外,纳米氧化铝材料的导电机制还可通过传导机制详细讨论。

传导机制主要有两种:电子传导和离子传导。

电子传导是指自由电子在材料中的传输过程,而离子传导是指离子在材料中的传输过程。

纳米氧化铝材料通常表现出较好的电子传导性能,这与其晶体结构和材料特性有关。

纳米氧化铝材料具有优良的晶体结构,有利于电子的传输。

此外,纳米氧化铝材料的离子传导性能也值得关注。

离子传导在电化学、燃料电池和储能设备等领域有着广泛应用。

纳米氧化铝材料作为一种新兴的导电材料,在众多领域具有巨大的应用潜力。

例如,纳米氧化铝材料可用于制备高性能电子器件、传感器和催化剂等。

此外,纳米氧化铝材料还可以用于制备高效能量存储设备,如电池和超级电容器。

纳米氧化铝项目可行性研究报告最新版本

纳米氧化铝项目可行性研究报告最新版本

纳米氧化铝项目可行性研究报告最新版本标题:纳米氧化铝项目可行性研究报告一、引言二、市场分析1.纳米材料市场的发展趋势随着科技进步和工业发展,纳米材料市场呈现稳步增长的趋势。

纳米氧化铝作为具有优异性能的纳米材料之一,其应用领域广泛,包括电子、材料、催化剂等领域。

2.应用领域及市场需求在电子领域,纳米氧化铝可用于制造高性能电容器和高频陶瓷材料等。

在材料领域,纳米氧化铝可增加材料硬度、强度和耐磨性等性能。

在催化剂领域,纳米氧化铝可作为催化剂载体,广泛应用于化学反应中。

这些应用领域对纳米氧化铝的市场需求巨大。

三、竞争分析1.竞争对手概况当前,国内外纳米氧化铝的生产企业较多,其中包括部分大型化工企业和专业化的纳米材料生产企业。

这些企业在纳米氧化铝研发和生产方面具有一定的技术实力和市场份额。

2.竞争优势要在竞争中脱颖而出,项目需要具备以下优势:(1)技术优势:通过技术创新,开发出高纯度、高质量的纳米氧化铝产品;(2)成本优势:优化生产工艺和管理模式,降低生产成本;(3)市场优势:寻找具有合作潜力的主要客户,建立稳定的供应链。

四、技术可行性分析1.原材料供应2.生产工艺3.设备投入五、资金及经济效益分析1.项目投资及回收期根据初步估计,该项目总投资为1000万元。

在市场需求稳定、产品质量可靠的情况下,预计项目回收期为4-5年。

2.经济效益分析在项目投产后,预计年销售收入为800万元,净利润为200万元。

考虑到市场变化等因素,预计项目年复合增长率为10%。

六、风险分析1.市场风险:需关注纳米材料市场的需求变化、竞争对手的动态以及国际贸易政策等因素。

2.技术风险:项目需要解决纳米氧化铝产品的粒度控制、工艺优化等技术难题。

七、结论本报告通过对纳米氧化铝项目的可行性研究,得出以下结论:该项目在市场需求稳定、技术可行和经济效益可观的前提下具备可行性;项目在面临市场风险和技术风险的同时,也具备一定的竞争优势;为确保项目成功运营,需要合理配置资源、做好市场营销和技术攻关工作。

纳米氧化铝

纳米氧化铝

纳米氧化铝的制备方法
2 、气相法 气相法是直接使物质在气态下发生物理、 化学反应,并在冷却过程中形成纳米粉体 的方法。
纳米氧化铝的制备方法
2.1 化学气相沉积法 该方法是使氯化铝溶液在远离热力学的 临界反应温度下,形成过饱和蒸汽压,与 氧气反应, 生成氧化铝,并自动聚成晶核; 晶核在加热区不断长大, 聚集成颗粒; 随 着气流进入低温区,颗粒长大、聚集、晶 化停止,最终收集到纳米氧化铝粉体。
纳米氧化铝的制备方法
3、液相法 液相法制备纳米氧化铝粉体通常是选择 一种或几种可溶性铝盐,按成分计量配成 溶液,使各元素呈离子或分子态,然后再 用另一种沉淀剂将所需物质均匀沉淀,结 晶出来,最后经热处理制得纳米氧化铝粉 体。
纳米氧化铝的制备方法
3.1溶胶—凝胶法 溶胶一凝胶法是利用无机铝盐或醇铝盐的水 解和聚合反应制备氢氧化铝溶胶,待胶体稳定后, 再干燥浓缩成透明凝胶,在不同热处理条件下煅 烧,可得不同晶型的纳米氧化铝。其中控制溶胶 凝胶化的主要参数有溶液的PH、 溶液浓度、反应 温度和时间等。通过改变工艺条件,可制备出粒 径小、粒径分布窄的纳米氧化铝, 并会因条件不 同得到不同形态的氧化铝产物。
纳米氧化铝的制备方法
3.2 微乳液反应法 由于沉淀法和醇铝水解法所得到的氧化铝微 粒径分布较大, 有人提出了用微乳液反应法制备 纳级氧化铝细微粒。此类方法考虑到微乳液的特 殊构, 特别是有机相包围着水相的 W/O型微乳 体, 金属盐类可以溶解在水相中, 形成极其微小 而被面活性剂或油相包围着的水核。在这些水核 中发沉淀反应所产生的微粒可以十分微小, 而且 也很匀,且整个制备过程可以严格重复。但是由 于所得粒子过细, 固液分离较难进行, 抽滤和离 心分离果不好。
纳米氧化铝的应用

氧化铝纳米颗粒的制备及其表面改性研究

氧化铝纳米颗粒的制备及其表面改性研究

氧化铝纳米颗粒的制备及其表面改性研究随着生活水平的提高和科技的不断发展,纳米材料的研究与应用变得越来越重要。

氧化铝纳米颗粒作为一种重要的纳米材料,具有广泛的应用前景,如陶瓷材料、催化剂、纳米生物材料等领域。

本文将介绍氧化铝纳米颗粒的制备方法和表面改性研究,以期对该材料的研究和应用提供一定的参考价值。

一、氧化铝纳米颗粒的制备方法氧化铝纳米颗粒的制备方法主要包括物理法、化学法和生物法三种。

其中,物理法包括溅射法、电弧法、激光烧结法等;化学法包括溶胶-凝胶法、水热法、水热合成法等;生物法则包括微生物法、植物法、动物法等。

通过不同的制备方法,可以获得不同形态和大小的氧化铝纳米颗粒。

以化学法制备氧化铝纳米颗粒为例,下面介绍一种常见的方法——溶胶-凝胶法。

该方法的步骤包括:制备氧化铝溶胶;将溶胶转化为凝胶;将凝胶进行热处理,得到氧化铝纳米颗粒。

其中,制备氧化铝溶胶的方法主要是通过水热、超声等方法进行制备,一般使用氧化铝前驱体(如AlCl3、NaAlO2)和适量的碱性物质(如NaOH、NH3)反应得到。

得到的氧化铝溶胶可以通过离心等方法得到相应的白色沉淀。

将氧化铝溶胶转化为凝胶的方法主要是通过脱水水解实现。

一般来说,制得的氧化铝溶胶和稀硝酸或其他脱水剂混合。

混合物在室温下搅拌均匀,形成黑色凝胶。

最后是热处理步骤。

将制备好的氧化铝凝胶放入干燥器中,经过蒸发方法除去水分。

再将干燥后的凝胶放在热炉中,进行升温处理。

在高温下,凝胶会分解,形成氧化铝纳米颗粒。

这种方法所得到的氧化铝纳米颗粒具有较高的结晶度和分散性,是一种常用的制备方法。

二、氧化铝纳米颗粒的表面改性研究氧化铝纳米颗粒的表面改性研究旨在改善其特性和应用。

常用的表面改性方法包括包覆法、改性剂法和上转换法等。

包覆法是将氧化铝纳米颗粒表面包覆一层其他材料,如氧化钛、二氧化硅等材料,以获得更好的性能。

包覆后,氧化铝纳米颗粒的比表面积会减小,表面活性也会得到降低,但表面稳定性和化学反应性会有所提高。

混凝土中纳米氧化铝的增强作用研究

混凝土中纳米氧化铝的增强作用研究

混凝土中纳米氧化铝的增强作用研究一、研究背景混凝土是建筑中常用的材料之一,具有压缩强度高、抗震性好等优点。

然而,混凝土也存在一些缺陷,如易受到环境因素的影响、易开裂、易受到冻融循环的影响等。

为了解决这些问题,人们开始研究混凝土的增强方法,其中添加纳米氧化铝是一种常见的方法。

二、纳米氧化铝的特点纳米氧化铝是一种粉末状的物质,具有以下特点:1.颗粒极小:其粒径为1-100纳米之间,比普通氧化铝的粒径小了数十倍。

2.表面积大:由于其颗粒极小,因此其表面积也很大,这使得它具有更多的活性位点。

3.高度分散性:纳米氧化铝颗粒之间的相互作用力较小,因此容易分散在混凝土中。

三、纳米氧化铝的增强作用添加纳米氧化铝可以明显提高混凝土的性能,具体表现在以下几个方面:1.提高强度:由于纳米氧化铝具有极小的颗粒和高度分散性,因此它能够填充混凝土中的微小空隙,从而增加混凝土的密实度和强度。

2.提高抗裂性:混凝土中添加纳米氧化铝后,其内部微观结构得到改善,使得混凝土更加均匀、致密,从而增强了混凝土的抗裂性能。

3.提高抗冻融性:添加纳米氧化铝可以改善混凝土的孔隙结构,减少混凝土中的孔隙水含量,从而提高了混凝土的抗冻融性能。

4.提高耐久性:纳米氧化铝能够吸附和催化氧化物,从而防止混凝土中的钢筋锈蚀,延长混凝土的使用寿命。

四、纳米氧化铝的应用1.混凝土结构:纳米氧化铝可以添加到混凝土中,用于加固桥梁、隧道、地下管道等混凝土结构。

2.防水涂料:纳米氧化铝可以添加到防水涂料中,用于增强防水涂料的耐久性和防水性能。

3.耐火材料:纳米氧化铝可以添加到耐火材料中,用于提高耐火材料的耐高温性能。

五、纳米氧化铝的制备方法目前,纳米氧化铝的制备方法主要有以下几种:1.溶胶-凝胶法:将金属铝或其化合物与氢氧化物反应,生成氢氧化铝胶体,然后通过热分解使其转化为氧化铝纳米颗粒。

2.水热法:将铝盐溶液和氢氧化钠溶液加热反应,生成氢氧化铝胶体,然后通过煅烧使其转化为氧化铝纳米颗粒。

纳米氧化铝制备研究

纳米氧化铝制备研究

纳米氧化铝制备研究
以及引用文献不能少于7条
摘要:纳米氧化铝(Al2O3)是一种强大的多功能材料,其特性具有
结构稳定性,较高的抗酸碱性,有机染料,离子掺杂,电磁屏蔽性等。


文综述了纳米氧化铝的制备方法,从溶剂法,气溶胶法,流化床反应,液
相分离,溶胶-凝胶法等多种方法,分析了其优缺点以及应用。

研究表明,纳米氧化铝制备方法的选择不仅取决于产品的性质,而且取决于产品的应用。

纳米氧化铝具有广泛的应用前景,其结构稳定性和耐腐蚀性表明它可
以用于众多行业,如化学,生物,环境和医疗等。

关键词:纳米氧化铝;制备方法;优缺点;应用
1 Introduction
纳米氧化铝(Al2O3)是一种强大的多功能材料,其特性具有结构稳
定性,较高的抗酸碱性,有机染料,离子掺杂,电磁屏蔽性等。

由于其特性,纳米氧化铝也被称为“抗衰老材料”,它已经广泛应用于激光制造,
生物医学,环境污染控制,光学表面活性剂,催化剂,探测器,乳化剂等。

然而,为了实现其更好的应用,纳米氧化铝需要合理的制备方法。

2 Preparation methods
目前,纳米氧化铝最常用的制备方法是溶剂法,气溶胶法,流化床反应,液相分离,溶胶-凝胶法。

氧化铝纳米颗粒合成及其催化性能研究

氧化铝纳米颗粒合成及其催化性能研究

氧化铝纳米颗粒合成及其催化性能研究随着人们对环保和绿色化学的关注,催化剂的研究和发展已成为化学领域内的热门话题之一。

而纳米催化剂的研究更是将催化技术推向了新的高峰。

以氧化铝为代表的催化材料,因其优异的催化性能受到了广泛关注。

本文将对氧化铝纳米颗粒的合成及其催化性能进行深入探讨。

一、氧化铝纳米颗粒的合成方法氧化铝纳米颗粒的制备方法繁多,但主要分为物理法、化学法和生物法三类。

1. 物理法物理法制备氧化铝纳米颗粒主要有气相法和凝胶法。

其中气相法又分为等离子体喷雾和溅射等方法。

凝胶法则是通过ADT法、水解法、毛细管凝胶法等制备氧化铝纳米颗粒。

气相法制备氧化铝纳米颗粒,具有工艺简便、设备需求低、颗粒分散性好等优点。

但也存在制备过程中的温度、压力精度等要求高、颗粒的后处理麻烦、产率较低等缺点。

而凝胶法则可以制备高质量的氧化铝纳米颗粒,但缺点在于制备工艺繁琐,往往需要经历多个步骤。

2. 化学法化学法制备氧化铝纳米颗粒,主要包括水热合成法、共沉淀法、溶胶凝胶法、离子基参与法等。

其中,水热法是一种基于水的高温和压下合成氧化铝纳米颗粒的方法。

环境友好,对于复杂形态的氧化铝制备效果显著。

而离子基参与法能够精准调控颗粒大小和形态,但在操作过程中的操作控制难度较大。

3. 生物法生物法主要是通过细菌、真菌等微生物利用它们自身的代谢方式,生成氧化铝纳米颗粒。

由于其过程环保且产物较为纯净,受到了越来越多的关注。

二、氧化铝纳米颗粒的催化性能1. 氧化铝纳米颗粒作为催化剂氧化铝纳米颗粒作为催化剂的应用范围广泛。

在石油化工领域,它们可以用于加氢反应、裂解反应、重组反应、氧化反应等;在环保领域,可以作为的VOC的催化燃烧催化剂、吸附剂等;在新能源领域,可以作为氢气生产的催化剂和燃料电池的催化剂等。

2. 氧化铝纳米颗粒的催化性能学研究通过研究不同形态和大小的氧化铝纳米颗粒的催化性能,可以发现它们的催化活性和稳定性会随着形态和大小的变化而变化。

模板介入法制备纳米氧化铝及其应用研究

模板介入法制备纳米氧化铝及其应用研究

模板介入法制备纳米氧化铝及其应用研究纳米Al2O3由于具有良好的耐磨性、抗腐蚀性、光学稳定性、电学性、催化性以及良好的生物相容性,在耐磨、绝缘、阻燃、催化、微电子元件等领域具有特殊的用途,成为一种应用最广、需求最迫切的纳米材料。

目前制备性能优越的纳米γ-Al2O3粉体已经有比较成熟的工艺,但要想制备小粒径、窄分布的纳米α-Al2O3却比较困难,其原因在于γ-Al2O3必需在高温下才能转变为α相,在转相过程中颗粒极易发生硬团聚,因此很难得到分布窄的纳米α-Al2O3粉体,而纳米粒子的均一性正是良好应用性能的关键。

如何制备小粒径、窄分布、分散性好、无团聚的纳米α-Al2O3一直是世界范围内科研工作者努力的目标。

本论文首先在传统结晶理论的基础上探讨了纳米晶核生长的特殊性。

与常规定向有序结晶相比,纳米氧化铝前驱体的成核阶段,由于凝结速度远大于定向速度,因而分子或离子以无序或近无序的方式堆积;胶核生长阶段,一方面存在着扩散控制的生长模式, 另一方面无规则的布朗运动使两个或多个胶核碰撞产生堆垛式无序凝并,无序乱堆使部分晶核发生紧密接触,晶界曲率半径引起的化学位梯度使晶界两侧原子发生迁移, 在晶界面及周围其它原子或分子的扰动下发生结构层堆垛次序的错排,即形成堆垛层错,由此造成晶体表面原子呈一维无序及亚晶界结构。

纳米粒子的壳层结构、原子排列的无序性以及材料表面固有的堆积产生的间隙微孔为这一生长模式提供了有利的佐证。

通过对已有的团聚机理的分析,系统深入地探讨了影响团聚的主要因素。

研究结果表明:颗粒团聚的主要驱动力是晶粒长大前后的界面能差,而氢键、范德华力和毛细管效应则是促进粉体团聚的外界因素,团聚是内因和外因共同作用的结果,颗粒间的接触是作用的前提。

因此,理想的阻隔是控制粉体团聚、获得窄分布颗粒的有效手段,微元环境的一致性是实现晶体均匀生长、粉体粒度窄分布的根本保证。

在上述理论研究的基础上,首次设计了以固态介质炭黑为模板的微元反应器, 通过模板介质、溶剂及分散方式的选择,使该反应场具有全程性的功能:在前驱体制备中模板介质控制粒子成核和长大;在后处理高温转相过程中起阻隔作用,抑制颗粒的生长。

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纳米氧化铝的研究及应用
[摘要]
纳米技术是当今世界最有前途的决定性技术,纳米科学与技术将对其他学科、产业和社会产生深远的影响。

文章概述了纳米氧化铝的结构、性能、用途、制备等方面,更深入地了解了纳米氧化铝材料,并展望了纳米氧化铝材料的应用前景。

[关键字]
纳米氧化铝结构性能用途制备方法
[前言]
近年来, 纳米氧化铝材料备受到人们普遍关注,其广阔的应用前景引起了世界各国科技界和产业界的高度关注,因此作为21世纪具有发展前途的功能材料和结构材料之一,纳米氧化铝材料一直都是纳米材料研究领域的热点。

1 纳米氧化铝的结构与性质
Al2O3有很多同质异晶体,常见的有三种,即:α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3。

除β- Al2O3是含钠离子的Na2O-11Al2O3外,其他几种都是Al2O3的变体。

β- Al2O3、γ- Al2O3晶型在1000~1600℃条件下,几乎全部转变为α- Al2O3。

①α-Al2O3
α- Al2O3为自然界中唯一存在的晶型,俗称刚玉。

天然刚玉一般都含有微量元素杂质,主要有铬、钛等因而带有不同颜色。

刚玉的晶体形态常呈桶状、柱状或板状,晶形大都完整,具玻璃光泽。

α- Al2O3
属六方晶系,氧离子近似于六方密堆排列,即ABAB˖˖˖二层重复型。

在每一晶胞中有4个铝离子进入空隙,下图为α- Al2O3结构中铝离子填入氧离子紧密堆积所形成的八面体间隙。

由于具有较高的熔点、优良的耐热性和耐
磨性,α- Al2O3被广泛的应用在结构与功
能陶瓷中。

②β- Al2O3
β- Al2O3是一种含量很高的多铝酸盐矿物,它不是一种纯的氧化铝,其化学组成可近似用MeO-6 Al2O3和Me2O-11Al2O3表示(MeO 指CaO、BaO、SrO等碱土金属氧化物;Me2O指的是Na2O、K2O、Li2O)。

β- Al2O3(Me2O-11Al2O3)由[NaO]-层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成,氧离子排列成立方密堆积,钠离子完全包含在[Na0]-层平面内,并且可以很快扩散。

适当条件下,它具有很高的离子电导率,因而被广泛地应用于电子手表、电子照相机、听诊器和心脏起博器的生产中。

③γ- Al2O3
γ- Al2O3是最常见的过渡型氧化铝,属立方晶系,为尖晶石结构,在自然界中是不存在的物质。

由氧离子形成立方密堆积,Al3+填充在间隙中。

γ- Al2O3得密度为3.42~3.62g/ cm3,在1000℃时可以缓慢的转变为α- Al2O3,是水铝矿(Al2O3⋅H2O或Al2O3⋅3H2O)或氢氧化铝在加热中生成的过渡氧化铝物质。

γ相粒子主要用途是作为催化剂的载体,目前多采用在γ相中添加稀土元素等微量元素来改善它的表面
能,进而有效地抑制相变和烧结的发生,从而提高了材料比表面的稳定性能。

2 纳米氧化铝的性能
纳米氧化铝的性能主要包括力学性能,高温性能,耐磨性能,耐蚀性能等性能。

①力学性能,主要指弹性、塑性、拉伸(强度)、耐冲击性(韧性)性能,抗疲劳性,抗热震性,强度-重量比;
②高温性能,主要指耐高温,耐氧化,耐腐蚀,微观结构和组成(易挥发,反应,相变等)的力学性能;
③耐磨性能,指材料抵抗其他材料磨损的能力;
④耐腐蚀,材料防腐拒变的能力。

特定的机械性能,高性能,高电阻率,硬度高,熔点高,化学稳定性优良的耐腐蚀性,离子导电性的光学性质也常用于电池材料和氧化铝陶瓷表面金属化,等一系列综合性能。

3 纳米氧化铝的用途
氧化铝陶瓷由于其优越的高温强度、稳定的化学性能、良好的耐磨性,已经成为先进结构的首选材料之一,目前,氧化铝陶瓷广泛应用在电子电力、汽车工业、化学工业、和航空航天领域。

纳米氧化铝在如下领域中均有广泛的应用:
①作为新型复合材料及医用材料,纳米Al2O3作为弥散强化剂和添加剂的使用,如铸铁,研磨工具,当纳米氧化铝粉作为添加剂,耐
磨性可以提高数倍以上。

纳米氧化铝作为新型医药新材料,已用于生产承重骨骼,牙齿植入,药物输送载体等,还成功地进行了牙槽嵴扩张,重建颌面骨缺损,面部及骨科修复等。

②作为光学材料和表面材料的防护层,纳米氧化铝可以吸收紫外线,和特定波长的光激发可以产生一个粒子大小的波长的光波。

α- Al2O3可烧结成透明陶瓷,作为高压钠灯管材料;可以作为紧凑型荧光灯荧光粉保护涂料层;还可作为稀土荧光粉荧光灯管轻质复合材料,提高了灯的质量和寿命。

③作为催化剂及其载体,纳米氧化铝的催化功能是其新用途中极为重要的一种。

纳米级粉体其比表面很大,因而颗粒表面有丰富的失配键和欠氧键,压成薄片时内含丰富的孔洞,可以制成表面活性很高的多孔薄膜,以此制成的催化剂及催化剂载体的性能比目前使用的同类产品性能优越数倍以上。

④作为半导体材料,纳米级氧化铝粉末对湿度极为敏感,在温度传感器上有着极高的应用价值,具有良好的电绝缘性、化学耐久性、耐热性,抗辐射能力强,介电常数高,表面平整均匀,成本低,可用于半导体器件和大规模集成电路的衬底材料,从而广泛应用于微电子、电子和信息产业。

⑤在航空和机械方面的应用,氧化铝纤维及其复合材料是高性能的防热绝热材料,可用作航天飞机的热防护、火箭发动机喷管的喉部衬垫、火箭发动机内衬和尾部喷管的绝热材料。

在机械方面,可用于球磨体、粉碎机等粉碎装置内的易损件,利用其耐磨、表面光滑度及
耐腐蚀性,制成机械密封及工业中阀门、流量计、喷射头等,联邦德国汽车厂使用的刀具中,40%为氧化铝陶瓷刀具。

4 纳米氧化铝粉体的制备
①水热法
水热法是在水溶液或蒸汽和其它流体反应后,分离和热处理纳米粉体产品的目的,在高温和压力的水热反应,反应温度一般为100〜400℃,0.1MPa的压力数百兆帕。

因为在相对较高的压力和温度的水热反应,产品结晶未经焙烧,可以减少焙烧过程是难以避免的集聚的,但对设备的要求更严格。

②沉淀法
沉淀法是在溶液中加入适当的沉淀剂,得到陶瓷前驱体沉淀,然后经过滤,洗涤,干燥,煅烧等工艺,得到纳米陶瓷粉末。

选择将不同的沉淀纳米粉体与不同粒径的Al(NO3)3为原料,(NH4)2CO3作为沉淀剂,得到粒径40〜50nm的氧化铝。

沉淀法操作简单,流程短,成本低,但制备工艺的影响因素多,如解决方案的组成,浓度,温度和时间,并难以形成分散的颗粒。

③溶胶凝胶法
溶胶-凝胶法是目前应用在氧化物纳米粉体的制备,作为一个湿化学合成的方法,具有设备简单,工艺容易控制,而且成本低。

溶胶-凝胶法制备纳米氧化铝粉末溶解在溶剂中的易制毒化学的基本原则,在一定温度下,经水解和缩聚过程中的水的酸度反应,形成均匀,稳定的溶胶,然后经过渡后凝胶,在凝胶真空低温干燥,超细粉末,
得到氢氧化铝,然后在高温焙烧可以得到纳米氧化铝粉。

利用溶胶-凝胶相结合的方法非均相共沸蒸馏法,粒度分布系统,球形纳米氧化铝粉,平均粒径为68nm左右。

[前景展望]
随着科学技术的迅速发展,各种纳米氧化铝新的研究将继续朝着新的方向发展。

随着研究材料的逐渐深入,纳米氧化铝粉末材料在各个领域将发挥更大的作用,和更广泛的应用在日常生活中。

纳米技术是是我们面对的最大挑战,又是一个难得的机会。

必须加倍注重纳米技术和纳米基础理论的研究,为我国实现经济繁荣,在21世纪奠定了坚实的基础。

[结语]
综上所述,纳米Al2O3作为一种新型材料,不仅具有组分均匀、颗粒细、粒径分布窄、无团聚、比表面积大等结构优点,也有较高的机械性能,耐高,硬度高,熔点高,优良的耐腐蚀的化学稳定性,电池材料的离子导电性的光学性质和Al2O3也常用于陶瓷表面金属化技术等一系列综合的性能。

[参考文献]
1阉纪文,田新峰,马松梅,朱庆芳 型氧化铝性能和适用性关系研究
2刘作霖活性氧化招的性能与其用途
3陈磊,陈钦生,陈达谦氧化铝陶瓷制备新工艺
4王峰,李惠琪,李敏,冯婷氧化铝陶瓷制备技术与研究。

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