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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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  2.5防止团聚发生的一些制备方法

  陈彩凤等人应用基于ZnCl2活化后获得的活性炭具有孔隙丰富、结构有序、高温下易于除去的特性,构建了用于制备纳米氧化铝粉体的活性炭微反应器;由于在器壁内可生成大量大小均匀的球形前驱颗粒,这些颗粒在较长时间反应后仍保持其原来的球形形貌;伴随着粉体的煅烧转相过程,微反应器一直起到限域的作用,在脱除过程中同时也阻止了颗粒的团聚,最后获得了分散性好、粒径均匀的α-Al2O3粉体。宋振亚等人应用硫酸铝铵和碳酸氢铵作为原材料,通过沉淀法制备了一种新型的氧化铝的前驱体—碳酸铝铵(AACH);在前驱体焙烧时,由于高温作用有硬团聚物得生成,选择SiO2作为添加剂来改善氧化铝粉体的热稳定性,结果显示SiO2能有效地阻止氧化铝纳米粉之间的烧结,抑制氧化铝的α相变,从而改善了粉体的热稳定性能。刘东亮等人以硝酸铝和碳酸氢铵为主要原料,在超声中采用化学沉淀法制备纳米γ-Al2O3粉末;硝酸铝溶液一次性加入到碳酸氢铵溶液中,可获得较小的纳米颗粒,体系中含有乙醇可以减轻团聚现象的产生。宗志强通过以廉价的无机铝盐硝酸铝为铝源,碳酸铵为沉淀剂,聚乙二醇1540为模板剂,采用沉淀法在超重力旋转填充床中合成了有序介孔氧化铝,研究发现该类氧化铝的催化活性优于普通的γ-Al2O3 。

  3、应用与进展

  3.1催化材料

  γ 型氧化铝具有明显的吸附剂特征,并能活化许多键,如H-H键,C-H键等,因此在烃类裂化、醇类脱水制醚等反应中可直接作为活性催化剂加入反应体系中,如乙醇脱水产生乙烯。由于γ型氧化铝表面同时存在酸性中心和碱性中心,因此γ型氧化铝本身就是一种极好的催化剂。γ型氧化铝尺寸小,表面所占的体积分数大,表面原子配位不全等导致表面活性位置增加,而且随着粒径的减小,表面光滑程度变差,形成了凹凸不平的原子台阶,增加了化学反应的接触面,因而纳米氧化铝是理想的催化剂或催化剂载体。近年来研究发现有序介孔氧化铝材料具有较大的比表面积,较大且均已的孔道结构,可以处理较大的分子或基团,是良好的催化剂,催化活性较γ型氧化铝好。

  3.2陶瓷材料

  氧化铝陶瓷是一种抗氧化、耐腐蚀、耐磨损的高温结构陶瓷材料,但韧性低、脆性大,限制了其应用领域。采用纳米粉末烧结可以大大提高AI2O3的烧结活性;同时在陶瓷基体中引入延性金属第二相,既可以改善陶瓷脆性和提高韧性,又可使陶瓷具有一定的导热性。同单相Al2O3相比,添加Al的摩尔数分数为10%的Al2O3/Al复合陶瓷的断裂韧性提高了86%,复合陶瓷韧性的提高归因于金属Al的引入,陶瓷断裂时金属铝的拔出导致裂纹偏转和裂纹桥联,以及残余应力增加和结构中出现的细小裂纹,裂纹桥联和微裂纹增韧机制协同作用致使复合材料的韧性显著提高。

  3.3光学材料

  纳米氧化铝可以吸收紫外光,并且在某些波长光的激发下可以产生出与粒子尺寸相关的波长的光波。由α-Al2O3可烧结成透明陶瓷,作为高压钠灯管的材料;可用作紧凑型荧光灯中荧光粉层的保护涂膜;还可和稀土荧光粉复合制成荧光灯管的发光材料,提高灯管寿命。此外,纳米Al2O3多孔膜有红外吸收性能,可制成隐身材料用于军事领域;利用其对80nm紫外光的吸收效果可作紫外屏蔽材料和化妆品添加剂。

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