草酸法合成氧化铝纳米粉体及其应用研究
纳米氧化铝的制备方法及应用
纳米氧化铝的制备方法及应用Ξ李慧韫,张天胜,杨 南(天津科技大学材料与化学工程学院,天津300222)摘 要:纳米氧化铝是一种用途广泛的纳米材料,它的制备方法主要有固相法、液相法和气相法。
文中对这3种方法分别进行叙述,并介绍了各种方法的国内外研究进展,同时对纳米氧化铝的应用领域和发展现状做了阐述。
关键词:纳米氧化铝;制备;应用中图分类号:TQ133.1 文献标识码:A 文章编号:10012456X (2003)0420034204THE PREPARATION AN D APPL ICATION OF NAN OMETER 2Al 2O 3L I H ui 2yun ,ZHANG Tian 2sheng ,YANG N an(College of Material Science and Chemical Engineering ,Tianjin University of Sci 2ence and Technology ,Tianjin 300222,China )Abstract :Nano 2Al 2O 3is a widely used nanomaterial ,the preparation methods mainly include solid phase synthesis ,liquid phase synthesis and gas phase synthesis.This paper gives a review of these methods ,and introduces the advancements.At the same time ,the usage and present situation of nano 2Al 2O 3powder can be found in this paper.K eyw ords :nano 2A12O 3;preparation ;application 纳米粉体材料是上世纪80年代中期以后发展起来的一种新型固体材料,它由尺寸在(1～100)nm 的固体颗粒组成。
纳米多孔阳极氧化铝模板的制备方法及应用的研究进展
纳米多孔阳极氧化铝模板的制备方法及应用的研究进展赵婷婷;刘皓;李津;康卫民;韦尚志【摘要】The preparation methods of porous anodic alumina (PAA) templates are introduced fully,which contain mild anodization,hard anodization,two-step anodic oxidation and imprinting oxidation,followed by the preparation methods of special shaped PAA templates are reviewed.Finally,the application prospects of the PAA template in electromagnetism,sensors,barrier separation,biomedicine,and bionic nano-materials are also introduced.%对制备规整多孔阳极氧化铝模板的温和氧化法、强烈氧化法、二次阳极氧化法、模压氧化法等制备方法进行了系统介绍,并对一些特殊孔径的阳极氧化铝模板的制备方法进行了综述,介绍了PAA模板应用于电磁、传感器、催化剂载体、膜分离、生物医学、仿生纳米材料等领域的研究进展.【期刊名称】《天津工业大学学报》【年(卷),期】2013(032)004【总页数】7页(P19-25)【关键词】多孔阳极氧化铝;纳米模板;制备方法;特殊形状;应用【作者】赵婷婷;刘皓;李津;康卫民;韦尚志【作者单位】天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TQ153.6多孔阳极氧化铝（PAA）模板由多孔层和阻挡层组成，其中多孔层由均匀排列的纳米孔洞组成，孔密度较高，孔与孔之间相互平行，并与基体表面垂直.阻挡层是一层致密绝缘的氧化层，位于孔基底将多孔层和铝基体分开.由于PAA膜具有这种独特的结构，是非常理想的制备纳米材料的模板.1953年美国铝业公司Keller等[1]首先报道了用电化学方法制备氧化铝孔洞模板.20世纪80年代后期以来，多孔氧化铝膜在纳米材料上的应用引起了新一轮的研究热潮.1993年，美国约翰霍普金斯大学Whitney等[2]利用PAA模板制备了磁性金属纳米线，开拓了纳米材料制备的新方法；1995年日本首都大学Masuda等[3]首次利用二次氧化的方法，成功制备了孔洞排列高度有序的PAA膜和金属纳米阵列，开创了PAA膜在纳米结构材料方面新的应用.研究人员利用PAA模板成功制备了碳纳米管[4-5]、金属和金属复合物纳米线[2-5]、基因传输、生物医学、微燃料电池材料[6]、仿壁虎脚粘附材料[7-8]等各种纳米材料，极大促进了纳米材料的研究和发展.1 PAA模板的一般制备方法多孔阳极氧化铝（PAA）模板是采用电化学技术在铝表面进行原位生长制备得到的，这种方法称之为阳极氧化法.阳极氧化法按照氧化生长速率的不同可以分为温和氧化法和强烈氧化法.多孔阳极氧化铝模板的制备按照制备工序的不同又可以分为二次阳极氧化法和模压阳极氧化法.1.1 温和阳极氧化法温和氧化法即将预处理后的铝基底在适当的阳极氧化条件下进行一次氧化.其特点是阳极氧化反应缓慢，电流密度一般在10 mA/cm2数量级，氧化膜的生长速率较慢，约为2 μm/h.研究表明，温和法制备的PAA孔径和孔间距均随阳极氧化电压的增加而增大，一般孔间距与电压的比例系数为2.5 nm/V[9].温和氧化过程中，自排序氧化铝纳米阵列一般在3种体系中获得:①25 V硫酸中得到的孔直径为63 nm；②40 V草酸中得到的孔直径为100 nm；③195 V磷酸中得到的孔直径为500 nm.1.2 强烈阳极氧化法2006年德国马克斯·普朗克微结构物理研究所Lee等[10]提出了一种以草酸为电解液，通过提高阳极氧化电压（100～160 V），制备AAO模板的强烈阳极氧化法.其薄膜生长速率为50～70 μm/h，较以草酸为电解液的温和阳极氧化速率提高了25～35倍.生成的PAA 膜孔间距为 200～300 nm，膜非常厚（＞100 μm），孔隙度低且高度有序的氧化铝膜具有高纵横比（＞1000），纳米孔排列均匀，可调节直径大小.该方法通过对电解液的老化和温度的控制来提高阳极氧化电压，从而提高PAA的有序度.但此工艺必须将电解槽放入液氮中来降低氧化铝表面温度，成本较高.为解决此问题，2009年太原理工大学孙晓霞等[11]通过在草酸溶液中加入不同有机醇的方法来有效减少在氧化过程中产生的大量热量，采用强烈氧化法快速制备了高度有序的PAA模板.在以乙二醇水溶液（V醇∶V 水=1∶1）为溶剂的 0.5mol/L 草酸电解液中，于160 V电压下制备出的PAA模板孔分布均匀，孔径约为80 nm，孔间距约为120 nm，并呈六角形规则排列，膜生长速率为51.9 μm/h. 2009年南京科技大学Song等[12]提出，在强烈阳极氧化过程中，避免铝基底击穿现象的关键是要降低阻挡层的厚度；增加电解液的浓度和温度，可以降低阻挡层的厚度.所以，在高浓度的草酸溶液（＞0.3 mol/L）中，在较高温度（16～40℃）下进行强烈阳极氧化，不会发生击穿现象.0.6 mol/L草酸溶液制备的PAA膜如图1所示.图1 草酸电解液制备的PAA膜SEM图像Fig.1 SEM images of PAA sample fabricated in oxalic acid solution2008年华南理工大学Li等[13]在硫酸－硫酸铝－水溶液中，分别在40和50 V的氧化电压下，通过两步强烈阳极氧化法制备了孔直径为77和96 nm的PAA膜，在恒定的40 V电压下通过改变电流密度得到PAA膜.实验表明，孔间距不仅依赖于阳极氧化电压，而且也受到电流密度的影响.这意味着强烈阳极氧化法能够通过同时调整阳极氧化电压和电流密度对PAA膜的孔结构进行设计和控制.1.3 两步阳极氧化法两步阳极氧化法是目前制备高度有序的PAA模板最常用的方法.1995年Masuda等[3]首次利用二次氧化的方法制备了孔洞排列高度有序的PAA 膜.将预处理后的铝基底在0.3 mol/L草酸中长时间恒压（40 V）氧化；一次氧化后，将铝基底放入饱和HgCl2溶液中去除氧化层；然后在相同条件下进行二次氧化，得到高度有序的PAA模板.2007年哈尔滨工业大学杨培霞等[14]在不进行高温退火处理的情况下，利用二次氧化法在草酸中得到纳米孔排列高度有序的PAA模板.1.4 模压阳极氧化法Masuda等[15－17]提出一种预先压印技术用来控制PAA模板的孔结构，即模压法.模压法是将排列有序的碳化硅模具放到铝的表面，在室温下使用油印机压印，然后对铝片进行阳极氧化.图2展示了压印前后PAA模板的对照图.图2 采用预先压印技术的PAA膜SEM图像Fig.2 SEM micrographs of surface of anodic porous alumina using pretexturing process2012年吉林大学Wang等[18]使用聚苯乙烯纳米球对铝基底进行预先压印，然后放入0.3 mol/L磷酸溶液中进行阳极氧化，制备出层级结构的纳米孔阵列，如图3所示.本课题组采用二次阳极氧化法制备了规整的多孔阳极氧化铝模板（如图4），该模板能够用于仿壁虎脚生物材料、面阵柔性传感器、柔性染料敏化太阳能电池的染料吸附、多孔半导体材料的制备.图3 PAA层级结构的SEM横截面图Fig.3 SEM image of cross-sectional of PAA with hierarchical structure图4 本课题组制备的PAA膜Fig.4 SEM images of PAA template fabricated in our group2 特殊形状PAA模板的制备方法2.1 孔道呈Y型或树杈形分布的模板2001年，韩国首尔大学Jin[19]等制备了Y型PAA模板，将预处理后的铝基底在0.3 mol/L草酸中恒压（40 V）氧化24 h；去除氧化层后在相同条件下二次氧化，二次氧化时间为20 min，在二次氧化的最后时间，以5 V/步将电压从40 V降到20 V.将模板在磷酸中扩孔，随后进行第三步氧化，得到Y型PAA模板，如图5所示.图5 Y型PAA的横截面SEM图像Fig.5 SEM image of cross-section of PAA template with Y-shape holes2005年纽约州特洛伊伦斯勒理工大学Meng等[5]利用降电压法，通过改变阶跃电压的幅值制备出可控数目分枝的PAA模板，即先用二步阳极氧化法制备出PAA 的主管，然后把氧化电压降低到原来的1，就能得到数目可控的n条枝管PAA模板.图6所示为树杈型PAA制备的碳纳米管截面图.图6 树杈型PAA制备的碳纳米管截面图Fig.6 SEM image of cross-section of CNTs by using PAA template with tree-shape holes2.2 复合孔径结构的PAA模板Lee等[10]使用温和阳极氧化法（MA）和强烈阳极氧化法（HA）相结合，制备出复合孔径阵列结构的PAA.与温和阳极氧化产生的PAA孔相比，强烈阳极氧化所产生的PAA孔直径较小.通过反复进行这两个过程的阳极氧化反应，可以得到一个高度有序的、管径可调节的复合孔径阵列结构PAA，如图7所示.每个阶段的孔洞长度可以通过调节相应步骤的反应时间来控制.但这种阳极氧化方式需要更换电解液，实验操作上比较繁琐，并且只有两种突变的管径.图7 MA/HA交替的PAA截面图Fig.7 SEM image of cross-section of PAA by using MA and HA method alternatelyHo等[20]通过两次更换电解液得到具有复合孔径阵列的3层PAA模板，但孔洞的大小和数目不容易控制，其SEM图如图8所示.图8 三层PAA模板的SEM图像Fig.8 SEM images of PAA with three-tiered 2009年澳大利亚伊恩·华克研究所Losic等[21－22]使用周期性阳极氧化法制备出具有互通式纳米管道的复合纳米结构.即在阳极氧化过程中利用周期性恒压电源控制或恒流电源控制法，不仅可以控制管道的直径，同时可以控制其形貌.这种方法使用缓慢变化的阳极氧化电压或电流，使反应过程在软阳极氧化和硬阳极氧化之间不断变化，最终得到孔道呈周期性分布的PAA模板，如图9所示.图9 孔道周期性分布PAA的SEM图像Fig.9 SEM image of PAA with cyclic pores2.3 孔道方向与铝基底平行的PAA模板常规纳米PAA模板的孔道方向均垂直于铝基体表面，2005年法国巴黎理工大学Cojocaru等[23]通过恒压阳极氧化法，将一层薄铝箔夹在两层绝缘层（SiO2）之间，铝箔被SiO2包覆，只在侧面处与硫酸电解液接触，阳极氧化电场只能沿与铝箔表面平行的方向，最终在低电压（3～5 V）下得到了孔径在3～4 nm、孔道平行于铝箔表面的PAA模板.制备过程如图10所示.图10 孔道平行于铝表面的PAA示意图Fig.10 Schematic diagram of PAA withholes parallel to surface of aluminum2.4 孔道开口呈正方形或三角形的PAA模板众所周知，常规PAA模板纳米孔道的开口呈规则的六边形结构.Masuda等[24－25]提出，纳米孔道的开口形状由压痕点（孔道中心点）即由铝表面的排列图案决定，而压痕点的形状由“Voronoi划分”确定.Masuda等根据“Voronoi划分”改变SiC模具形状，将压痕点排列成正方形和石墨结构图案，制备出孔洞开口呈规则正方形或三角形等特殊形状的PAA膜，如图11所示.图11 孔洞开口呈特殊形状的PAAFig.11 SEM images of PAA with special holes2.5 孔道呈倒圆锥形的PAA模板2007年Masuda研究组[26]先在草酸溶液中阳极氧化，然后在磷酸中扩孔，这两个过程重复交替进行，制备出了高度有序的倒圆锥形孔道PAA模板.2012年中国科学院Li等[27]发现，倒圆锥形孔洞的开口尺寸随总扩孔时间改变，孔洞深度随总阳极氧化时间改变.于是，通过控制扩孔和氧化时间，本文得到了各种形状的倒圆锥形孔洞，如图12所示.图12 各种倒圆锥形孔洞Fig.12 Diverse profiles of taper-nanopores3 PAA的应用PAA膜具有很多优越的性能，如孔结构高度有序、孔径均匀、孔洞形貌可控、比表面积高等.此外，与光刻技术相比，多孔阳极氧化铝模板成本更低、制备工序更加简单，已被广泛地用于制造各种纳米结构材料.3.1 电磁方面Whitney等[2]采用以PAA作为模板的复型技术已经制备出了各种各样的纳米线和纳米管材料，例如Ag、Pt、Sn、C、TiO2、CuS、AgI等 [28－33].使用 PAA 模板制备的有序金属纳米线，可应用于微燃料电池[6]、磁记录介质[2]、电阻器、晶体管和纳米反应器等的制造，制备的导电聚合物纳米结构和碳纳米管[4－5]可用于电学、光学和光电性能.3.2 传感器使用PAA已开发出各种光学生物传感器 [34－35]和电化学生物传感器[36－37]. 光致发光（PL）生物传感器也已应用到氧化铝衬底上.2004年兰州大学Jia等[34]证明了通过引入蛋白质(如胰岛素或人血清白蛋白)，嵌入PAA膜纳米孔内染料（桑色素）的光致发光强度可以大大增强.为了提高葡萄糖生物传感器的分析性能，2003年华东师范大学Xian等[36]将普鲁士蓝（PB）电化学沉积到PAA模板孔内制成纳米电极阵列.PB沉积之前，通过真空蒸镀将一层薄金沉积到PAA膜的另一面.然后使葡萄糖氧化酶成功交联上PB 阵列.得到的PB纳米电极阵列呈现出一个较宽的线性标定范围（5.0 × 10－6～8.0 × 10－3M）和较低的检测范围（1 μM）.3.3 催化剂载体多孔氧化铝另一个重要的应用是作为催化膜[38]使用.由于材料的高比表面积，大量的酶或合成催化剂在高反应速率下可以在阳极氧化铝膜内固化.2006年美国密歇根州立大学的Dotzauer等[38]通过聚电解质层和PAA膜载体内金纳米粒子之间的吸附作用形成催化膜.该膜将4－硝基苯酚（4－NP）催化还原成4－氨基苯酚（4－AP）；在其它可还原的化合物（如氰基、苯乙烯基）存在下，该组制备的催化膜可选择性地催化还原硝基.3.4 分离工作此外，改变PAA的表面化学性质和孔径可以进行一系列精细的分离工作，包括对多价离子[39]、氨基酸[40]、蛋白质[41]和核酸[42]的分离.2006年美国阿拉莫斯国家科学实验室的McCleskey等[39]在纳米氧化铝表面沉积Au层，使得选择性分离膜的孔开口减小为7 nm.使用烷基硫醇对金涂层进一步官能化，三烷基膦氧化物的金属离子载体使得表面疏水.当采用硝酸铀酰和硝酸锂作为进料溶液、醋酸钠作为接收液时，通过磷酸盐或膦氧化物载体的促进输送，100%的金属离子都能够穿过膜.当铀离子和铕离子都存在于进料溶液时，铀离子的选择性高于铕离子，因为前者的离子选择性地绑定到了膦氧化物载体上.同时，膜上其他离子（如 H+、Ca2+、CH3COO－）运输受阻.2003 年日本NEC公司的Sano等[42]采用颗粒排除分离的方法，使用PAA膜作为DNA颗粒离析平台.在这种方法中，具有较小尺寸的DNA生物分子经常被困在孔隙中，因此通过通道时，洗脱速度比大的生物分子慢得多.3.5 生物医学多孔氧化铝基材料已被作为支架用于组织工程[43]，控制细胞进行表面交互作用.最近研究表明，该材料具有相当大的潜力作为药物或基因的转运载体，可控制治疗性分子的释放.2010年澳大利亚伊恩·华克研究所的Kant等[43]以SK－N－SH细胞作为神经元细胞模型，研究了各种PAA膜的孔结构对人神经母细胞瘤生长的影响.这项研究表明，孔结构对神经元细胞的取向和表型有直接影响，开拓了生物工程的可能性.该组在复合孔径和分叉结构表面上发现了最广泛的细胞反应.这种表面提供了最多的细胞附着、频繁的神经元状表型和大量的细胞间交互作用.2011年Aw等[44]探讨了药物纳米载体的洗脱性能，其中PAA作为治疗植入物，聚合物胶束作为模型纳米载体.等离子聚合物层在PAA膜内沉积的厚度不同，孔的直径可控，因此药物释放的速率可控.通过控制等离子体聚合物层沉积，PAA植入物达到良好的零级释放动力学是可能的.3.6 仿生学领域近年来，PAA模板在仿生学纳米材料领域也有着广泛的用途.自从2000年美国斯担福大学Autumn[45]证实壁虎自由行走在光滑表面是借助于范德华力后，许多研究人员尝试用PAA模板制作仿壁虎脚胶带，2003年，Campolo等[46]在孔径为200 nm、高60 μm的PAA模板涂覆聚氨酯溶液，得到了聚氨酯纳米阵列，但未对其粘附性能进行测试.2007年，新加坡南阳理工大学Kustandi等[47]在草酸电解液中使用不同温度得到两种PAA模板，并采用光刻工艺和紫外光压印技术制得层级结构.然后将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）溶液沉积到层次结构的PAA模板中，得到仿壁虎脚粘附阵列.但是，由于所制备膜上的支柱过于密集造成凝结，最终这些结构的粘附力没有精确地表现出来.2011年，新加坡南阳理工大学Ho等[8]将磷酸和草酸溶液中制备出的双层PAA模板放在一个250 μm厚的聚碳酸酯膜上进行热压纳米压印.得到粘附阵列的宏观粘附力为6.5 N/cm2，与壁虎脚毛的10 N/cm2在一个数量级.2012年，北京航空航天大学Liu等[48]将聚酰亚胺的预聚物旋涂到制备好的PAA 模板上，在平板玻璃基底上得到的聚酰亚胺薄膜对水具有很好的粘附性.本课题组正尝试用PAA模板制备仿壁虎脚粘附材料，并在该材料表面镀上金属镀层，实现自粘附表面生物电干电极，该电极能够应用于健康可穿监控系统当中[49-50].4 结束语从各种PAA模板的制备方法可以看出，无论是一般PAA模板制备，还是特殊形状PAA模板制备，影响PAA孔洞形貌尺寸的最主要因素仍然是阳极氧化的电场强度、氧化温度、电解液种类及浓度等.目前，世人仍未能洞悉PAA纳米孔洞的生长机理，没有一种理论能解释所有实验现象.随着研究的深入，PAA模板的调控和制备技术必然会有更新的突破.新型PAA模板的制备在光学、电学、磁学、仿生学、生物医学等纳米材料科学领域具有广阔的应用前景，对各种功能性纳米材料的开发具有巨大的促进作用.参考文献:【相关文献】[1]KELLER F，HUNTER M S，ROBINSON D L.Structural features of oxide coatings on aluminum[J].Journal of the Electrochemical Society，1953，100（9）:411-419.[2]WHITNEY T M，SEARSON P C，JIANG J S，et al.Fabrication and magnetic properties of arrays of metallic nanowires[J].Science（New 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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。
高纯氧化铝制备方法和生产现状研究
高纯氧化铝制备方法和生产现状研究张一雯【摘要】由于高纯氧化铝的多种优良特性,使它在多个领域与制造行业中被广泛应用.随着高纯氧化铝的需求量不断增加,它的制备方法也受到到了更多关注.本文对于高纯氧化铝的一些主要制作方法进行了介绍,对每种制作方法的原理和优缺点进行了分析和总结,同时对国内外高纯氧化铝的生产现状进行了论述和分析,以期望国内高纯氧化铝的生产企业能够使用先进的制备方法和生产工艺,使高纯氧化铝的质量得到有效提升.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P24-26)【关键词】高纯氧化铝;制备方法;生产现状【作者】张一雯【作者单位】神华准能资源综合开发有限公司,内蒙古鄂尔多斯010300【正文语种】中文【中图分类】TM910.4高纯氧化铝是一种白色微粉状物质，它的纯度大于99.99%，具有均匀的颗粒度和稳定的化学性能，在高温的过程中，拥有良好的收缩性能并且具有较高的转化率和较低的钠含量。
由于高纯氧化铝具有较多的优点，因此广泛应用于许多领域的制品行业中。
2013年国内中、高端高纯氧化铝的消耗是全球高纯氧化铝消耗总量的百分之二十，此后几年也一直保持着超过百分之百的增速。
随着国内手机市场的蓬勃发展，国内锂电池隔膜的产量也在不断增加，蓝宝石应用领域的迅速扩大，也加大了市场对高纯氧化铝的需求。
在不考虑进口的前提下，中国国内未来几年内4N、5N级别高纯氧化铝市场的供应缺口为9000一17000吨，前景非常广阔[1]。
高纯氧化铝的制备条件和制备方法对于制备出的氧化铝纯度的高底，颗粒度是否均一，是否具有易烧结的特性等均起着决定性的作用。
本文主要对高纯氧化铝的制备方法和当前的生产现状进行论述。
高纯氧化铝拜耳制备法是以前制备氧化铝的较为主流的方法，此种方法的缺点是不能将铝酸钠中的杂质进行有效的净化，因此，只能生产出较低纯度的氧化铝。
由于没有较高纯度的铝酸钠溶液而造成氧化铝中含有较多的杂质，为此需要对酸钠溶液进行净化，也就是对铝酸钠溶液的纯度进行控制，这是改良拜耳法中氧化铝最终杂质含量的关键步骤之一。
纳米氧化铝材料及应用进展
材料导论班级学号姓名纳米Al2O3材料及应用进展xxx（xxxxxx学院 xxx班）摘要: 纳米Al2O3是新型的绿色环保材料，具有独特的表面效应、体积效应和量子尺寸效应，为了提高纳米Al2O3的性能，以纳米Al2O3为载体，对其进行掺杂改性已成为科学工作中探导的热点。
综述了近年来纳米Al2O3的制备方法，掺杂改性种类以及其在化工环保传感器、新能源以及光学机械加工等诸多领域中的应用: 随其制备和应用研究的不断深入，纳米Al2O3材料将在更多领域发挥更大的作用。
目前，解决均匀分散性能稳定等问题，仍然是纳米Al2O3研究的重点，探索纳米Al2O3复合材料是解决上述问题的重要手段。
关键词:纳米Al2O3;应用Abstract：Nano-Al2O3is a new type of green material, with unique surface effect, volume effect and quantum size effect. In order to improve the performance of nano- Al2O3, doping modification on the carrier of nano- Al2O3 has become a hot topic in related studies. The article summarizes the preparation methods and doping modification types of nano-Al2O3 as well as its application in such fields as chemical, environmental protection, sensor, new energy, optics and mechanical processing in recent years. As researches into its preparation and application go deeper, the nano- Al2O3 material will play a greater role in more fields. At present, how to achieve uniform dispersion and stable performance is still the focus of related studies. To this end, exploring into the nano- Al2O3 composites remains an important approach.Keyword：nano- Al2O3; adhibition1前言纳米Al2O3具有独特的表面效应，如量子尺寸效应和体积效应。
大孔氧化铝的制备及其催化应用研究
大孔氧化铝的制备及其催化应用研究摘要：大孔氧化铝晶型结构多样，用途广泛，研究价值高，主要用于负载型和吸附型催化剂。
研究发现，大分子通过孔道进入活性位是废油加氢裂解反应的主控环节，大孔结构对废油加氢裂解具有重要的促进作用。
因此，调控氧化铝的结构是提高其催化活性的重要手段。
笔者通过研究不同的大孔氧化铝制备方法，对其催化应用方法进行了一系列阐述。
关键词：大孔氧化铝；制备；催化应用前言当前，氧化铝被广泛应用于加氢催化材料中，它不仅具有比表面积大、孔结构大、孔径分布广等优良的结构特征和物性，而且还具有优异的催化性能。
由于其优良的热液稳定性和化学性质，被广泛用作吸附剂、干燥剂和催化剂。
一、大孔氧化铝的合成（一）水热合成法热液合成是液体中的合成反应，如水溶液和液体，通常与其他合成方法结合使用。
通过将去离子水中的表面活性剂与酸或碱进行组合，再向其中添加无机铝，在高温下进行晶化，然后对产品进行清洗、过滤、干燥、焙烧和去除杂质，以获得结构化的大孔氧化铝。
Gan和其他人使用有机溶剂溶解其中的有机盐，然后在完全溶解后添加定量结构导体。
混合溶液被添加到高压反应器中进行热液反应。
实验表明，这种方法成功地制备了大孔氧化铝。
热液法具有反应系统稳定、反应条件温和、操作简单、实验重复性好等优点。
然而，由于使用压力反应器的要求，这种方法在某种程度上存在着安全风险。
与水热法不同，溶胶-凝胶法和硬模板法都是在常温下进行的，因此它们的研究和使用也更加的普遍[1]。
（二）扩孔剂法扩散器法是一种相对简单的方法，可以添加高温敏感物质，在高温、沉积或其他形成过程中容易分解，以获得孔径分布较大的材料。
加入这种对温度有响应的材料，其主要作用是扩大材料的孔隙尺寸，通过材料在烘烤过程中产生的裂隙，使材料通过孔道，从而增加其空隙度，从而实现对材料孔隙尺寸及孔道分布进行调控。
沈金云等人用草酸铵作为穿孔材料。
通过实验，他们发现草酸铵可能在孔扩张中发挥重要作用。
纳米α-Al2O3粉体的低温燃烧合成法制备研究
料 ， 主 要 可 分 成 两 类 ： ① 以 有 机 物 取 高 纯 硝 酸 铝 晶 体 与 分 析 纯 尿 素
纳 米 氧 化 铝 的 制 备 一 直 受 到 重 为 燃 料 ，金 属 硝 酸 盐 为 氧 化 剂 ， 属 放 人 坩 埚 中 ， 充 分 溶 解 混 合 均 匀 视 ＿ ，随 着 需 求 量 的 增 加 ，其 产 业 于 氧 化 还 原 混 合 物 原 料 的 燃 烧 合 后 ， 放 人 已 加 热 至 适 当 温 度 的 马 ５ｓ ｎ１ 化 进 程 在 提 速 ， 新 工 艺 、 新 技 术 和 成 ，点 火 温 度 为 １ ０～５ ℃ ；② 以 弗 炉 中 点 燃 ， 即 可 得 到 生 成 白 色 ５ ０ ０
分 为 类球 状 ；粒 径 为 ４０ ｎ～ ９ ｎ ｌ ｎ ｌ ｎ。 ０
【 键 词 】 低 温 燃 烧 合 成 ，纳 米 一 Ａ１ ０。 体 ，硝 酸 铝 ， 尿 素 。 关 粉
纳 米 氧 化 铝 有 广 泛 的应 用 ¨ １ 制 备 技 术 ， 已 同 冶 金 、 机 械 、 陶 瓷 形 貌 与 结 构 。 。 橡 胶 中 加 入 纳 米 氧 化 铝 可 提 高 介 电 制 备 等 传 统 技 术 结 合 ， 广 泛 用 于 制 １ ｓｓ
Ｂ
２ ２点 火温 度 的影响 ． ＾ ｖ 岔 ０
言 ， 由于 其 燃 烧 温 度 远 低 于 常 规 的 料 ， 低 温 燃 烧 合 成 制 备 了 纳 米 氧 化 ２ １ 料配 比的 影响 ．原 自蔓 延 高 温 合 成 温度 。
按 照 硝 酸 铝 和尿 素 的配 比 （ 摩
ＳＨ Ｓ 是 近 年 来 迅 速 兴 起 的 材 料 理 ， 同 时 研 究 了 纳 米 氧 化 铝 粉 体 的 尔 比 ） 为 １ ． ：１ ５， １ ：２， ｌ ：２． ， ５
阳极氧化铝模板的制备及其在纳米材料领域的应用进展
阳极氧化铝模板的制备及其在纳米材料领域的应用进展李婧;梁建;赵君芙;黄平;李慧【摘要】概括了传统阳极氧化铝(AAO)模板及几种新型AAO模板的制备工艺,并总结了AAO模板在纳米材料领域的应用进展.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2010(027)005【总页数】5页(P6-10)【关键词】阳极氧化铝模板;阳极氧化;有序度;纳米材料【作者】李婧;梁建;赵君芙;黄平;李慧【作者单位】太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学理学院物理系,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学理学院物理系,山西,太原,030024;太原理工大学,新材料界面科学与工程省部共建教育部重点实验室,山西,太原,030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西,太原,030024【正文语种】中文【中图分类】TQ133.1自铝阳极氧化技术问世以来，如何制备高有序度、高孔隙率的多孔阳极氧化铝(Anodic aluminum oxide,AAO)模板引起了研究者的广泛关注。
利用AAO模板不仅易于合成各种纳米结构材料，而且能够有效控制材料尺寸，这些材料在光学、电学、磁学、催化学等多方面表现出独特的性能。
作者概述了传统AAO模板以及几种新型AAO模板的制备工艺，并总结了AAO模板在纳米材料领域的应用进展。
1 AAO模板的制备工艺传统的AAO模板是利用一步阳极氧化法或改进后的两步阳极氧化法制备而得，在此基础上发展起来的新型的AAO模板包括图案化的AAO模板、Y型及枝状AAO 模板和硅基AAO模板。
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草酸法合成氧化铝纳米粉体及其应用研究
氧化铝是一种重要的无机材料，具有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性质等特性，广泛应用于催化剂、电介质、材料强化剂以及电子器件等领域。
近年来，随着纳米技术的发展，研究人员开始关注氧化铝纳米粉体的制备和应用研究。
草酸法是一种常见的氧化铝纳米粉体合成方法，其优点是制备过程简单、条件温和、控制粒径分布范围广等，因此得到了广泛应用。
1. 草酸法合成氧化铝纳米粉体
草酸法合成氧化铝纳米粉体的基本过程是：在一定的反应条件下，将氢氧化铝与草酸反应，生成柔软凝胶状的含有Al-草酸络合物的混合物。
此后，将此混合物煅烧，即可得到氧化铝纳米粉体。
草酸法合成氧化铝纳米粉体的关键是如何控制粉体的粒径和分布范围。
一般来说，影响合成粉体粒径的因素包括草酸、氢氧化铝、溶剂、温度、pH值等因素。
因此，通过控制这些因素的条件，可以得到不同粒径分布的氧化铝纳米粉体。
2. 氧化铝纳米粉体的应用研究
氧化铝纳米粉体在催化剂、电介质、材料强化剂以及电子器件等领域有广泛的应用前景。
催化剂方面，氧化铝纳米粉体具有高的比表面积和活性位点密度，可用于催化反应，如催化剂载体、催化剂过渡金属载体等。
电介质方面，氧化铝纳米粉体的抗氧化性能和高介电常数，使其成为优秀的高温电介质材料，广泛应用于高压电容器、高电压绝缘体以及微波介质等领域。
材料强化剂方面，氧化铝纳米粉体具有高比表面积和高拉伸强度，可用作耐磨材料、增强材料、粘合剂等，并可以提高材料的硬度、强度和防腐蚀性能。
电子器件方面，氧化铝纳米粉体作为电子器件中的绝缘材料和高纯度气相沉积
材料，成为半导体封装材料和材料微加工的重要基础材料。
3. 氧化铝纳米粉体制备方法的发展趋势
目前，氧化铝纳米粉体的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、气相法、共沉淀法、微波反应法等。
这些方法中，溶胶-凝胶法和草酸法是最常用的方法之一，但也存
在着一定的缺点。
为此，研究人员开始关注时间控制方法、表面功能化方法、有机金属前体法、
特殊反应介质法等，以期实现更好的制备氧化铝纳米粉体的方法。
总之，氧化铝纳米粉体具有重要的应用价值，草酸法是制备氧化铝纳米粉体的
一种常用方法。
随着研究的深入，新的制备方法将不断涌现，在其应用领域实现更广泛的应用。