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纳米三氧化二铝的制备与应用进展

2013-06-04 09:55
PokerJoker
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  2.1.3燃烧法

  应用铝粉燃烧虽然能得到粒径小于20nm的氧化铝,但由于设备复杂,生产过程较危险,并且粉体收集较难 所以应用前景不大。

  2.2气相法

  气相法是指直接应用气体或者通过各种手段将物质变成气体,使之在气态下发生物理、化学反应,在冷却过程中形成超细粉的方法,该方法一般包括:固相加热挥发法、惰性气体凝聚加压法、AlCl3升华氧化法、激光蒸发CVD法等。该类方法由于其设备操作复杂、成本高,而且不能高产,所以不适合做大规模生产。

  2.3液相法

  液相法合成纳米氧化铝粉体具有不需要苛刻的物理条件,能很好的实现分子原子水平上的混合、产物组分含量精确控制等特点,可用于制备粒度分布窄、形貌规整的粉体。其基本方法是选择一种或多种可溶性金属盐,按成份计量配成溶液,使各元素呈离子或分子态,再用一种沉淀剂,将所需物质均匀沉淀、结晶出来,经脱水或者加热等过程而制得纳米粉。

  2.3.1溶胶—凝胶法

  该类方法主要包括有机铝醇盐水解、无机铝盐水解;有机铝醇盐水解是将醇盐溶解于有机溶剂中,再通过加入蒸馏水形成溶胶,之后随着水的加入溶胶转变为凝胶。凝胶经过低温干燥得到疏松的干凝胶。干凝胶经高温锻烧处理即可得到氧化铝纳米粉体,一般过程为:Al(OR)3 → Al(OH)3 → AlOOH → γ-Al2O3 →δ-Al2O3 → θ-Al2O3 → α-Al2O3  式中RO-可采用异丙醇、2- 丁醇、乙醇等。此类方法的优点有:能在很短的时间内获得分子水平的均匀性,容易均匀定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂、与固相反应相比所需温度较低、选择合适的条件可以制备各种新型材料;不足在于目前所用的原料价格比较贵,并且有些原料对身体有害、通常生产周期长、凝胶干燥过程可能有气体或者有机物逸使得产生收缩。

  2.3.2微乳液反应法

  微乳液法制备纳米粒子的原理是从乳化液中析出固相,使成核、生长、聚结等过程局限在一个微小的球形液滴内,从而形成球形颗粒,同时避免了颗粒之间进一步团聚。该法的关键是形成油包水型乳化液,形成稳定乳化液的必要条件是要有适当的表面活性剂存在,为形成油包水型乳化液所用的表面活性剂的亲水、疏水平衡常数(HLB)应在3到6范围之内,span-80、span-60等符合该要求。

  2.4溶胶-微波干燥法

  宋然然等人以Al(NO3)3和氨水为原料,Al(NO3)3饱和溶液作为胶溶剂,通过溶胶-微波干燥得到前驱体粉末,经过1100℃煅烧1h得平均粒径为31nm的α-Al2O3粉。结果表明该方法得到的氧化铝可能存在较多的晶格畸变和缺陷,在由过渡晶型到α相的相变过程中γ和θ相同时出现,又同时转变为α相,但没有出现γ→θ的相变。

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