納米γ-Al-,2-O-,3-粉體的綠色合成和熱處理工藝研究.pdf

1、納米氧化鋁是一種新型的功能材料之一，在光、電、磁、熱力學、化學和機械等方面顯示出普通微米氧化鋁所不具有的一系列優(yōu)異的物理化學特性，因而被廣泛地應用于精密陶瓷、復合材料、電子材料、醫(yī)學材料、表面防護層材料、光學材料、催化劑及其載體等方面。然而，在納米氧化鋁的生產上，由于長期形成的只注重經濟效益、忽視環(huán)境保護的意識形態(tài)，目前，納米氧化鋁的各種制備方法都或多或少存在廢氣、廢液等有害物質排放，給環(huán)境帶來較大污染；此外，納米氧化鋁粉體的形貌難以控

2、制及團聚嚴重等問題是目前限制納米氧化鋁粉體進一步廣泛應用的技術難題。本項目針對這些問題，開發(fā)納米氧化鋁的綠色合成新技術，并研究納米氧化鋁合成的相關工藝條件、膠溶劑、表面活性劑和熱處理工藝條件對粉體特性的影響規(guī)律。 采用無污染的綠色環(huán)保溶膠-凝膠技術路線，水相、溶劑相、原料均不含有毒物質，在工藝過程中，經過特殊處理，不產生有害氣體、排放有害液體，同時對溶劑相進行回收利用，在降低產品生產成本的同時達到廢棄物的零排放，實現納米氧化鋁的

3、綠色合成，制定出了納米氧化鋁綠色合成的新工藝，并利用該工藝合成納米氧化鋁粉體，研究原料和中間處理工藝對粉體純度的影響，得出鋁錠的純度和蒸餾次數均影響著納米氧化鋁的純度。①利用廉價的鋁錠作為起始原料制備納米氧化鋁，經過除雜、過濾后的純度和雜質含量與直接以異丙醇鋁為原料制備出的納米氧化鋁相近。②和一次蒸餾相比，二次蒸餾可以使產物中的主要微量雜質明顯下降，制備出99.99﹪的高純氧化鋁。 水合氧化鋁的制備過程影響因素研究表明，通過調節(jié)

4、加水量、水解溫度和陳化時間，可以有效控制前驅體的結晶度、分散性及形貌。當異丙醇鋁和水的摩爾比為1：3，水解溫度為80℃，陳化時間為24h制備的干凝膠粉為高純水合氧化鋁，結晶度高，分散性好，顆粒大小均一，平均粒徑為30～40nm。 膠溶劑的添加對氧化鋁及其前驅體粉體特性有顯著改變。研究表明，膠溶劑種類、添加量和pH值不同，對氧化鋁及其前驅體粉體特性影響不同。當膠溶劑氟化氫銨與水的摩爾比為0.02時，所制備出的高純γ-Al2O3粉體

5、晶化程度高，分散性好，顆粒大小均一，約為8～10nm。 表面活性劑對氧化鋁粉體的分散性和形貌有一定作用，其效果隨表面活性劑的種類和分子量的不同而不同。分子鏈越長、基團越易結合、分子量越大的非離子表面活性劑越能有效地改善團聚現象。以油酸為表面活性劑制備出的氧化鋁粉體顆粒性明顯，顆粒大小均一，約為8～10nm，分散性一般，無大塊團聚：以PEG1000為表面活性劑制備出的高純γ-Al203粉體分散效果最佳，基本無團聚。 熱處理