一維納米氧化鋁及氧化鋁晶須的制備與表征.pdf

1、近年來(lái),具有特定形貌的無(wú)機(jī)納米顆粒的制備已經(jīng)成為材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。尤其是一維納米材料,由于其特殊的物理、化學(xué)、機(jī)械性能,以及廣闊的潛在應(yīng)用價(jià)值受到了人們?cè)絹?lái)越多的重視。一維Al2O3及氧化鋁晶須由于其在結(jié)晶時(shí)原子結(jié)構(gòu)排列較有序,內(nèi)部缺陷少,因此其強(qiáng)度和模量均接近完整晶體的理論值,另外,一維結(jié)構(gòu)可使一次顆粒間的接觸面積最小化,從而有效抑制活性氧化鋁載體發(fā)生相轉(zhuǎn)變失去活性,所以與普通氧化鋁粉體相比,一維Al2O3更是十分優(yōu)異的增韌補(bǔ)強(qiáng)

2、材料和催化劑載體,具有重要的研究意義。
　　 本文采用水熱法/混合溶劑熱法成功合成了一維氧化鋁結(jié)構(gòu)一包括納米棒、由納米棒組成的捆束結(jié)構(gòu),及氧化鋁晶須。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1、以尿素為沉淀劑水熱法制備一維氧化鋁實(shí)驗(yàn)以Al(NO3)3為鋁源、尿素為沉淀劑,加入多種添加劑(SDBS、CTAB、PVP、NaNO3)制得了γ-AlOOH前驅(qū)體。實(shí)驗(yàn)采用了XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM、TEM分析手段,對(duì)產(chǎn)物的

3、物相、結(jié)構(gòu)、熱性能及形貌特征進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,想要獲得一維氧化鋁結(jié)構(gòu),體系的pH值應(yīng)控制在酸性,獲得的一維捆束狀γ-AlOOH長(zhǎng)約1.2μm,是由很多根長(zhǎng)500～600nm、寬30nm左右的一維γ-AlOOH納米棒組成的,經(jīng)500℃熱處理可以獲得具有相同形貌的γ-Al2O3。本文還研究了不同條件(pHfinale值、添加劑)對(duì)產(chǎn)物形貌的影響,對(duì)其形成機(jī)理給予了初步的解釋。
　　 2、混合溶劑熱法制備一維氧化鋁本實(shí)驗(yàn)采用乙醇

4、-水混合溶液作為反應(yīng)介質(zhì),AlCl3·6H2O為鋁源,在無(wú)表面活性劑的條件下,成功制備了大長(zhǎng)徑比的一維勃姆石納米棒,研究了不同水熱時(shí)間對(duì)產(chǎn)物結(jié)晶性能及形貌的影響。實(shí)驗(yàn)采用了XRD、SEM、TEM、TG-DSC分析手段對(duì)所得產(chǎn)品的物相、形貌以及產(chǎn)物的熱分解過(guò)程進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,制得的一維勃姆石呈柳葉狀,大小均一,分散性良好,長(zhǎng)度約為1.8μm,最寬處約為180nm,它是由很多根直徑約7nm的勃姆石單晶納米棒側(cè)面自組裝而成的。經(jīng)55

5、0℃熱處理,可以獲得具有相同微觀形貌的γ-Al2O3納米棒。并對(duì)其反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行解釋。
　　 3、以碳酸鋁銨為前驅(qū)體制備氧化鋁晶須本部分以硝酸鋁為鋁源,尿素為碳源及沉淀劑,選擇合適的初始原料濃度及配比,采用水熱法成功合成了碳酸鋁銨(AACH)前驅(qū)體纖維,討論了不同條件(反應(yīng)物濃度、水熱溫度、表面活性劑)對(duì)產(chǎn)物形貌的影響,最后對(duì)前驅(qū)體煅燒獲得不同晶型的氧化鋁。通過(guò)XRD、FT-IR、TG-DSC、SEM、TEM等分析手段,對(duì)產(chǎn)物的物