多孔氧化铝
浅谈氧化铝多孔陶瓷材料
浅谈氧化铝多孔陶瓷材料发布时间：2021-07-05T17:25:28.010Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：刘曼[导读] 摘要：氧化铝多孔陶瓷内部具有彼此相通或闭合的微孔或空洞，孔隙率较高，对液体和气体介质具有一定的选择透过性。
吉林建筑大学吉林省长春市 130117摘要：氧化铝多孔陶瓷内部具有彼此相通或闭合的微孔或空洞，孔隙率较高，对液体和气体介质具有一定的选择透过性。
由于氧化铝多孔陶瓷具有较低的热导率和固有的耐高温，耐腐蚀性质，亦可被用作炉门砖等耐高温场所。
本文对多孔材料及氧化铝陶瓷的研究进展及应用进行了介绍。
关键词：氧化铝；多孔陶瓷；研究；性能1引言随着我国工业技术和国民经济的迅猛发展，人口数量的不断增加，环境问题也日益突出。
大量的生活、生产废水的排放如印钞废水、活性染料印染废水、碱性废水、酸性废水、油田废水、乳化油废水、制药废水、食品废水等，对土壤、地表水、地下水等环境体系造成了严重的污染。
据统计，2001年全国废水排放总量达428亿吨，其中工业废水排放量201亿吨，占废水排放总量的46.8%；生活污水排放量228亿吨，占废水排放总量的53.2%。
据环境部门监测，全国城镇至少有万吨污水未经处理直接排入水体，使干净水遭到污染。
我国七大水系普遍受到污染。
全国1/3的水体不适宜鱼类生存，1/4的水体不适宜灌溉，90%的城市水域污染严重，50%的城镇水源不符合饮用水标准，40%的水源已不能饮用。
南方城市总缺水量60%-70%是由于水污染造成的。
多孔陶瓷是一种经高温烧成，体内具有大量彼此相通并与材料表面也相贯通的孔道结构的陶瓷材料，它主要以气孔为主相。
与传统致密材料相比，多孔陶瓷材料表现出优异的性能。
例如，较低的热导率、较高的比表面积、较好的抗热震、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损及热稳定性等。
近年来，多孔陶瓷材料常作为吸声减震、气体液体过滤、隔热保温、催化剂载体、化学传感器、生物陶瓷元件广泛应用于建筑、环保、冶金、机械、医学、电化学、石油化工、交通运输、航空航天等领域[1]。
合成高纯度多孔氧化铝的条件优化及应用研究
合成高纯度多孔氧化铝的条件优化及应用研究多孔氧化铝（Porous Aluminium Oxide，PAO）是一种具有很多优良性能的材料，如高比表面积、良好的热稳定性、高孔容量等。
因此，PAO广泛应用于催化剂、吸附剂、膜材料、光学、高分子材料等领域。
最近几年来，PAO的制备方法不断发展，并取得了一系列重要成果。
尽管如此，对于制备PAO的优化研究还有很大的空间。
本文将讨论优化PAO的制备条件，并探讨其在各个领域中的应用研究。
制备PAO的条件优化1.外部反应条件的优化通常情况下，制备PAO要求采用强碱性环境（如高锰酸钾、氢氧化钠、氨水等）和氢氧化铝的前驱体（如硝酸铝、氯化铝、铝箔等）进行水解反应。
反应条件的选择对PAO的性能有很大影响，如烧结温度、水解温度、水解时间、反应物浓度等。
烧结温度的选择应考虑到PAO的热稳定性和密度。
水解温度和水解时间的选择应考虑到PAO的孔道结构、比表面积和孔径大小。
反应物浓度的选择应考虑到反应的速率和产物的产量。
根据不同的反应条件，PAO在结构、形貌、孔径大小、比表面积等方面具有很大区别，因此，在具体制备PAO的时候应根据实际需求进行优化。
2.内部反应条件的优化在PAAO的制备中，内部反应条件并不如表面反应条件重要，但它们对于孔道的稳定性和尺寸的分布以及PAO的热稳定性有一定的影响。
内部反应条件主要包括制备前铝氧簇的结构、浓度和反应时间等。
铝氧簇的结构、浓度和反应时间都会影响PAO的形成过程和孔道的尺寸分布。
比如，较低的浓度通常能够产生尺寸较小的孔径，但是其产量会较低。
相反，较高的浓度则会产生尺寸较大的孔径。
因此，对于内部反应条件应在保证PAO性能的基础上选择适当参数。
PAO的应用研究1.催化剂PAO作为一种高孔容、高比表面积的材料，在催化剂领域占据重要地位。
PAO 催化剂能够应用于多种反应，如，甲醇酸解制备甲酸、甲基丙烯酸甲酯、糖的转化成为乙酸等，而且常常在较低的催化剂浓度下就可以完成反应，从而降低了废气的排放以及能源的浪费。
多孔氧化铝陶瓷载体
多孔氧化铝陶瓷载体
多孔氧化铝陶瓷载体是一种用于固定或承载催化剂的材料，通常用于化工工业中的催化反应。
这种陶瓷载体具有多孔的结构，提供了大量的表面积，有助于催化剂的分散和反应物质的吸附。
以下是多孔氧化铝陶瓷载体的一些特点和应用：
特点：
1. 多孔性：多孔氧化铝陶瓷具有高度的多孔性，通常包括微孔和宏观孔。
这些孔道提供了大量的表面积，有助于催化剂的负载和反应物质的扩散。
2. 热稳定性：它具有良好的热稳定性，可以在高温下长时间稳定运行，适用于高温催化反应。
3. 化学惰性：多孔氧化铝陶瓷通常具有化学惰性，不容易与多种化学物质发生反应，这有助于维持催化剂的稳定性。
4. 机械强度：它的机械强度较高，能够承受反应中的压力和力量。
应用：
1. 催化剂载体：多孔氧化铝陶瓷广泛用于固定催化剂，例如在石油化工工业中用于裂化反应、氧化反应和加氢反应等。
2. 吸附剂：由于其大表面积和多孔性，它也可以用作吸附剂，用于去除废气中的污染物或水中的杂质。
3. 热交换介质：多孔氧化铝陶瓷可以用作热交换介质，用于控制温度和热量传递。
4. 电子陶瓷：在电子工业中，它还用于制造电子陶瓷材料，如电容器和绝缘材料。
总之，多孔氧化铝陶瓷载体是一种在化工工业和其他领域中广泛应用的重要材料，它的多孔性和化学性质使其成为催化剂固定和其他应用的理想选择。
多孔氧化铝模板的制备及其在纳米材料中的应用的开题报告
多孔氧化铝模板的制备及其在纳米材料中的应用的开题报告一、研究背景随着纳米科技的不断发展，纳米材料在各个领域中展示出了广泛的应用。
多孔氧化铝模板作为一种重要的纳米材料制备模板，受到了广泛的关注。
多孔氧化铝模板通过模板膜法制备，可以得到具有高度有序的孔道结构和大比表面积的氧化铝膜。
这样的氧化铝模板被广泛应用于制备纳米线、纳米孔、纳米尺寸的金属颗粒等纳米材料。
二、研究目的和意义本研究的目的是制备多孔氧化铝模板，并利用其制备其他纳米材料。
通过制备不同孔径、孔隙度和孔道结构的氧化铝膜，可以制备出具有不同尺寸、形状和结构的纳米材料，从而拓展纳米材料的应用领域。
本研究的意义在于为纳米材料的制备提供一种重要的模板，同时为多孔氧化铝模板在材料科学和纳米技术中的应用提供实验基础。
三、研究内容和方法（一）研究内容1、多孔氧化铝模板制备方法的研究：选择不同的制备方法，比较其制备多孔氧化铝模板的优缺点。
2、多孔氧化铝模板的结构表征：采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等表征方法，分析多孔氧化铝模板的形貌、结构和晶体结构等。
3、多孔氧化铝模板的应用研究：利用制备的多孔氧化铝模板，制备纳米线、纳米孔、纳米尺寸的金属颗粒等纳米材料，并对所制备的纳米材料进行表征和性能测试。
（二）研究方法1、制备方法的研究：采用模板膜法制备多孔氧化铝模板，并比较不同制备方法之间的差异。
2、多孔氧化铝模板的结构表征：采用SEM、TEM、XRD等表征方法，分析多孔氧化铝模板的形貌、结构和晶体结构等。
3、纳米材料的制备和表征：利用制备的多孔氧化铝模板，制备纳米线、纳米孔、纳米尺寸的金属颗粒等纳米材料，并对所制备的纳米材料进行表征和性能测试。
四、预期成果1、成功制备不同孔径、孔隙度和孔道结构的氧化铝模板。
2、成功利用多孔氧化铝模板制备出具有不同尺寸、形状和结构的纳米材料。
3、对所制备的纳米材料进行表征和性能测试，分析纳米材料的物理和化学性质。
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。
多孔疏水涂层氧化铝_概述说明以及解释
多孔疏水涂层氧化铝概述说明以及解释1. 引言1.1 概述多孔疏水涂层氧化铝是一种具有特殊物理和化学性质的材料，广泛应用于各个领域。
这种涂层以氧化铝作为基础材料，并通过特定的制备方法形成多孔结构，并且具有疏水性能。
多孔疏水涂层氧化铝在表面工程和材料科学中起着重要作用，因其优异的性能而受到广泛关注。
1.2 文章结构本文将首先对多孔疏水涂层氧化铝进行概述，包括其定义、特点以及制备方法等内容。
接下来将解释多孔疏水涂层氧化铝的性能，包括界面接触角与表面能解释、表面粗糙度对液体吸附的影响解释以及水分子在多孔疏水涂层中的输运机制解释。
随后，我们将详细说明多孔疏水涂层氧化铝在自清洁材料领域、高效蒸发器材料领域以及测井油藏渗透率测量中的应用解释。
最后，我们将总结多孔疏水涂层氧化铝的优势，并展望其未来的发展趋势，并提出一些建议的研究方向。
1.3 目的本文的目的在于全面介绍和解释多孔疏水涂层氧化铝的概述、性能特点以及应用领域。
通过对其制备方法和物理化学性质的详细描述，希望能够增加人们对这种材料的了解，并为相关领域中的研究者提供有价值的参考信息。
同时，通过对其应用领域进行说明，旨在促进多孔疏水涂层氧化铝在各个领域中的应用推广和发展2. 多孔疏水涂层氧化铝概述2.1 多孔疏水涂层定义与特点多孔疏水涂层是一种表面形态特殊的材料，其具有独特的表面结构和化学性质。
它由氧化铝纳米颗粒组成，这些颗粒在形成涂层时聚集在一起形成多个微观尺度的孔洞和通道。
这种多孔结构赋予了多孔疏水涂层优异的疏水性能，使其可以有效地抵抗液体的吸附和渗透。
与传统涂层材料相比，多孔疏水涂层具有以下几个显著特点：首先，多孔疏水涂层具有极高的界面接触角。
这意味着当液体接触到多孔疏水涂层表面时，其呈现出很高的滚动角度且无法迅速渗透入内部结构。
这种特性有利于防止污染物或水分子进入材料内部，并促进了自洁效果。
其次，多孔疏水涂层表面拥有较高的表面粗糙度。
这种微观粗糙结构具有许多纳米级或微米级的凹陷和凸起，这些特征可以增加液体在表面上的接触区域，从而提高了表面对液体的抵抗力。
【精品文章】一文了解多孔氧化铝陶瓷制备方法及应用
一文了解多孔氧化铝陶瓷制备方法及应用
多孔氧化铝陶瓷不仅具有氧化铝陶瓷耐高温、耐腐蚀性好，同时具有多孔材料比表面积大、热导率低等优良特点，现已广泛应用于净化分离、固定化酶载体、吸声减震和传感器材料等众多领域，在航天航空、能源、石油等领域中也具有十分广阔的应用前景。
材料的性能与应用取决于其相组成和微观结构，多孔氧化铝陶瓷正是利用了氧化铝陶瓷固有属性和多孔陶瓷的孔隙结构，其中影响孔隙结构的主要因素是制备工艺与技术。
图1 多孔氧化铝陶瓷管
一、多孔氧化铝陶瓷的制备工艺
目前，多孔氧化铝陶瓷的制备工艺主要有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、颗粒堆积工艺、冷冻干燥法和凝胶注模法。
1、添加造孔剂法
添加造孔剂法是制备多孔氧化铝陶瓷较为简单、经济的方法，该工艺是在氧化铝陶瓷生坯制备过程中加入固态造孔剂，然后通过烧结去除造孔剂留下气孔。
添加造孔剂法制备多孔氧化铝陶瓷的关键在于造孔剂的种类和数量，其次是造孔剂粒径大小。
添加造孔剂的目的在于提高材料的气孔率，因此要求其不能与基体反应，同时在加热过程中易于排除且排除后无有害残留物质。
常用的造孔剂分为有机造孔剂和无机造孔剂两大类，有机造孔剂主要有淀粉、松木粉、聚乙烯醇、聚乙二醇等；无机造孔剂主要有碳酸铵、氯化铵等高温可分解盐类和各类碳粉。
图2 具有梯度分布孔的氧化铝陶瓷（左）及SEM 图片（右）。
多孔材料-阳极氧化铝
多孔材料-阳极氧化铝多孔阳极氧化铝多孔阳极氧化铝 porous anodic alumina ,简称PAA, 是将高纯铝置于酸性电解液中在低温下经阳极氧化而制得的具有自组织的高度有序纳米孔阵列结构.它由阻挡层和多孔层构成，紧靠金属铝表面是一层薄而致密的阻挡层，多孔层的膜胞为六边紧密堆积排列，每个膜胞中心都有一个纳米级的微孔，孔的大小比较均匀，且与铝基体表面垂直，彼此平行排列。
由于多孔阳极氧化铝膜制备工艺简单孔的形貌和大小还可以随电解条件不同在较大的范围内进行调控，此外其独特的结构特性和较好的热稳定性，使其成为一种理想的合成纳米线，纳米管等多种纳米结构材料的模板。
如把间规苯乙烯利用毛细管作用直接注入不同孔径的多孔阳极氧化铝膜中制备了不同直径大小的间规苯乙烯纳米棒。
1．阳极氧化铝的制备目前多采用草酸，硫酸，磷酸为电解液，用硫酸制得的多孔氧化铝膜孔洞之间的距离最小约60nm,用草酸制得的孔洞间距一般是95nm 左右，而用磷酸制得的孔洞间距最大约为 420nm，而且孔洞间距随电压升高会有所增大，传统方法中，阳极氧化均在零度以上进行很多研究已表明在零度以上来改变温度对多孔氧化铝的形貌没有太大影响。
1.1实验方法与步骤（1）试样预处理将铝片在温度为 500 摄氏度氮气保护下退火 5h，以消除冷轧时铝片中产生的应力和晶粒破损等缺陷。
增大晶粒尺寸，把退火后的铝片依次用去离子水乙醇丙酮超声清洗各2min 以除掉铝片表面的有机污染物。
将经过上述处理的铝片在常温下用高氯酸乙醇混合溶液，进行电化学抛光电压为60V 时间为 10 min （2）两步阳极氧化分别在20。
和-10。
下进行阳极氧化第一步阳极氧化是将预处理后的铝片于温度20。
0.3M 的草酸水溶液中进行阳极氧化，铂电极作阴极，电压为40V，氧化时间为6~8h，将第一步阳极氧化后的样品用去离子水冲洗干净。
置于1.8%的铬酸H2CrO4 和6%的磷酸H3PO4 混合溶液中在60摄氏度下浸泡10h，以除去第一步氧化所形成的氧化膜将经过上述处理后的样品用去离子水洗净，进行第二次阳极氧化，氧化时间为 8h 。
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阳极氧化装置图
结果与讨论
1 氧化电压对多孔氧化铝膜制备的影响
研究了电解液温度为4℃，一次氧化时间2.5h 二次氧化时间0.5h，氧化电压分别为35V、 40V、45V、50V 时对AAO 模板形貌及孔径的 影响。观察多孔阳极氧化铝膜的SEM 图像。
实验表明：
电压是影响孔径的重要因素，在一定的电压范 围内，随着电压的升高，PAA膜的孔径、孔间 距增大，孔洞排列的有序性提高。但超过一定 的电压范围后，孔径变小。
实验过程
实验材料：
纯度为99.999%的铝片，厚度为180µm，氧化 区面积为225mm2
试剂：
丙酮、无水乙醇、高氯酸、草酸、磷酸、氢氧 化钠、氯化钾、三氧化铬等试剂均为分析纯； 去离子水
阳极氧化前预处理：
退火：将高纯铝片置于500℃的马弗炉退火3h， 退火 将退火后的铝片在丙酮中浸泡并超声振荡5min， 用去离子水清洗。然后用1mol·dm-3NaOH 溶液浸 泡10min，用去离子水冲洗。 电化学抛光： 电化学抛光：在电解槽中，采用高氯酸和乙醇 的混合溶液(体积比1:4)作为抛光液，电流为 1.5A，时间30s。
结论
阳极氧化电压是影响PAA模板孔径及排列规整性的关 键因素，在一定电压范围内，随着电压的升高，孔径 增大，孔洞的排列规整性较好。 电解液温度增加，电化学反应加快，也能增大孔径， 提高有序度; 当二次氧化时间延长能得到氧化铝纳米线 从形貌上看，在40V， 12℃下用草酸做电解液，一次 氧化时间为2.5h，二次氧化时间为0.5h 可得到高度有 序的、孔洞排列规整的PAA 模板。
3 阳极氧化时间对多孔氧化铝膜制备的影响
考查了在氧化电压为40V，电解液温度为常温 时，一次氧化时间固定为2.5h，二次阳极氧化 时间分别为0.5h、1.5h、2.5h 时制备的PAA。
实验表明：
用180µm 厚的纯铝片在常温下进行二次氧化， 一次氧化时间相同，随着二次氧化时间的增加 PAA 膜的有序性提高，孔径也有所增大。如 果二次氧化时间过长则在模板表面生成氧化铝 纳米线。
பைடு நூலகம்
阳极氧化：
为达到PAA模板的高度有序，通常采用二次阳 极氧化的方法。将抛光后的铝片置于两电极体 系的自制电解池中，阳极为抛光过的铝片试 样，阴极为纯度较低( 90%) 的厚铝片，以 0.3mol·dm-3草酸为电解液，进行第一次阳极氧 化。取出一次氧化后的铝片用去离子水冲洗， 浸入到60℃的1.5%H2Cr2O4和6%H3PO4的混合 溶液中，放置1.5h。再进行第二次氧化，时间 为0.5 ～ 1.5h，其余条件与第一次氧化相同。
谢谢！
2 电解液温度对多孔氧化铝膜制备的影响
探讨温度对多孔氧化铝膜制备的影响，在氧化电 压为40V，一次氧化时间2.5h，二次氧化时间 0.5h，电解液温度分别为4℃、8℃、12℃和常温 时制备的多孔氧化铝的SEM 照片。
实验表明：
在低温时PAA 膜容易形成规则排列的纳米孔洞， PAA 膜孔径随电解液温度的提高而增大。
高度有序多孔阳极氧化铝制备工艺的研究
背景介绍 实验过程 结果与讨论 结论
背景介绍
近年来，多孔氧化铝薄膜(porous anodic alumina film，PAA)作为催化剂载体、模板合 成纳米材料等领域备受重视，尤其是在超滤膜、 微电子器件、磁记录、光学器件等方面具有很 大的潜在应用价值。 本文采用二次阳极氧化法，以草酸为电解液， 研究了高度有序PAA模板制备过程的主要工艺 条件，并采用扫描电子显微镜对模板的形貌进 行表征。