纳米氧化铝的制备与应用进展.pdfVIP

耿新玲 袁 伟 :纳米氧化铝的制备与应用进展 1 综述与论坛 纳米氧化铝的制备与应用进展 耿新玲 ,袁 伟 北京化工大学理学院 ,北京 100029 [摘 要]介绍了新型纳米材料 ———纳米氧化铝的制备方法和应用现状 ,对其研究前景作了简要展望 。 [关键词]纳米氧化铝 ;制备 ;应用 [ 中图分类号] TQ 133. 1 [文献标识码]A [文章编号] 1003 - 5095 2002 03 - 000 1 - 05 纳米氧化铝是一种尺寸为 1～100 nm 的超微 1. 1. 2 激光热解 CV D 法 [6 ] 颗粒 , 具有强的体积效应 、量子尺寸效应 、表面效应 意大利的 E Bor sella 利用三甲基铝 Al CH 和 3 3 和宏观量子隧道效应 , 在光 、电、热力学和化学反应 N O 作为气相反应物 , 加入 C H 作为反应敏化剂 , 2 2 4 等许多方面表现出一系列的优异性能 , 广泛用作精 采用 CO 激光 C H 在 CO 激光发射波长处有共 2 2 4 2 细陶瓷 、复合材料 、荧光材料 、湿敏性传感器及红外 振吸收 加热进行反应 , 然后在 1 200～1 400 ℃下 吸收材料等 [1 ,2 ] 。自80 年代中期 Gleit er 等制得纳米 进行热处理成功地合成 了粒径为 15 ～20 nm 的 级 Al O 粉末以来 , 人们对这一高新材料的认识不 Al O 粒子 。经 X 射线衍射 、电镜和 B E T 表面积测 2 3 2 3 断加深并发现其中有许多特性 , 本文试对其制备方 试 ,粉末主要为球形单晶纳米粒子 。 法与应用研究取得的进展作一综述 。 1. 1. 3 激光加热蒸发 CV D 法 [7 ] 1 纳米 Al O 的制备技术 日本专利 提出氧化铝陶瓷 纯度为 99. 99 % 2 3 目前纳米 Al O 的制备方法可归纳为固相法 、 作为蒸发源 ,放在一个压力为 0. 0 1 Pa 的真空泵中 , 2 3 气相法和液相法三大类 , 但随着科技的不断发展和 通 O 2 、CO 或 CO 2 , 使压力保持在 15 Pa 左右 , 用 对不同物理 、化学特性超微粒的需求 ,在上述三类方 CO 2 激光照射氧化铝陶瓷使之蒸发 , 蒸发出的氧化 法的基础上又衍生出许多新的技术 。 铝在气体中迅速冷却得到超细高纯氧化铝 。B hart i [8 ] 1. 1 气相合成法 用此法制备 20～30 nm 的氧化铝球形粒子 。该方法 气相法制备高纯超细粒子氧化铝主要采用化学 具有能量转换效率高 、粒子大小均一 、不团聚、粒径 小 、可精确控制等优点 ,但成本高 、产率低 、难以实现 气相沉积法 Chemical V apor Depo sit io n 法 , 是 以金属单质 、卤化物 、氢化物或有机金属化合物为原 工业化生产 。 料 ,通过气相加热分解和化学反应合成微粒 。 1. 2 液相合成法 1. 1. 1 火焰 CV D [3 ,4 ] 1. 2 . 1 溶胶 —凝胶法 借助惰性气体将反应物送进反应室中 , 燃料气 溶胶 —凝胶法是 目前在氧化物纳米粉制备中研 体的火焰将反应物蒸发 , 气态反应物被氧化成粒径 究和应用较多的一种方法 ,其步骤如下 :有机铝盐溶 为 10～50 nm 的超细高纯氧化铝粉末 。反应物母体 解于有机溶剂中 , 形成均匀溶液 , 逐滴加入蒸馏水 , 为金属铝的碳水化合物 、氧化铝 ; 氧化剂为氧气 ; 产 经过水解 、聚合形成溶胶 ,然后陈化转变为凝胶 。凝 生火焰的燃料气体是氢气 、甲烷 、乙烯 、乙炔或它们 胶在抽真空的情况下低温干燥 、磨细可得氢氧化铝 [9 ] 的混合气体 ,并用惰性气体稀释 ;所用燃烧炉是逆流 超细粉 ,再经煅烧即得氧化铝纳米粉 。赵秦生等 采 扩散火焰燃烧炉 。美国 Chen Y J [5 ]等利用此法制 用乙醇铝为前驱物 ,与烷烃配成溶液 ,加少量非离子 备 出粒径为 30 ～50 nm 的无 团聚氧化铝纳米粒 表面活性剂 , 进行水解 , 经真空干燥所得干凝胶在 子 。 500 ℃和 1 200 ℃下煅烧 , 分别得到粒径为 40 nm 和 100 nm 的 γ- Al O 和 α- Al O 球形粉末 。 2 3 2 3 [ 收稿 日期] 2002 - 04 - 0 1 Fel de B 等 [10 ] 以异丁醇铝为前驱体 , 加入乙酰丙酮 [ 作者简介]耿新玲 1973 - ,女 ,硕士 ,从事无机化工与纳米粒子的 研究工作 。 和硝