納米氧化鋁的制備及應用進展

楊春香 高明亮

摘 要：納米氧化鋁作為一種新興材料，在現代科學技術的支撐下，逐漸在我國工業生產等領域開始應用，但部分納米氧化鋁的制備方法仍存在一定的污染性，基于這種狀況，應當對其制備方法進行深入探究，提升制備的環保性。本文基于納米氧化鋁的制備方法進行分析，并對其實際應用狀況進行深入探究。

關鍵詞：耐高溫性能；氣相法；催化劑載體；陶瓷材料；環境污染

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.021

0 引言

現代科學技術的高度發展與廣泛應用，對我國各個領域的發展都產生了重大影響，自上世紀八十年代納米材料概念被提出后，我國開始將其列為重點研究項目，通過長期的深入探究，在納米材料的基礎上可以開始制備納米氧化鋁，這種材料與傳統的金屬鋁相比，其耐高溫性能、硬度等特征顯著提升，目前納米氧化鋁廣泛應用于社會發展的各個領域。為更好的促進工業生產制造與社會發展，相關技術人員應當不斷加強探究，使納米氧化鋁可以具備更加廣闊的應用前景。

1 納米氧化鋁的制備方法探究

（1）氣相法。氣相法作為納米氧化鋁的主要制備方式之一，其細化為多種具體的制備方法，本文主要對其常用的制備方法進行分析探究，激光誘導氣相沉積法其主要的技術原理是通過激光制作高溫環境，使相關的納米材料在極短時間內發生化學反應，生成肉眼不可見的胚胎，這種胚胎能夠在激光高溫環境下快速生長，如果脫離照射區域溫度將會快速降低并停止生長，一般將其體積控制在微粒粉末狀態進行收集，并開展相應的后續處理。

化學氣相沉積法是在掌握了氯化鋁的臨界反應溫度的規律，人工制造使氯化鋁能夠發生反應的飽和蒸汽壓，使其在這種條件下可以進行結構重聚，形成數量龐大的晶核，并在一定條件下進行固化，技術人員可以通過相應的收集器皿將其進行收集，以備后用。

（2）液相法。現階段來說，相關的研究人員在進行納米氧化鋁制備過程中常采用的就是該方法，其又被叫做濕化學法，在此基礎上也細分為多種制備方法傳統的沉淀法制備納米氧化鋁的過程中容易出現分解材料自動聚集的問題，針對這一問題，我國相關學者才去相應的優化措施，以活性炭反應器法對納米氧化鋁進行制備，有效的優化了這一問題。

現代科學技術的高度發展，為納米氧化鋁材料提供了多元化的制備方法，在上述方法的基礎上，液相法還細化為反相微乳液法、水熱合成法、相轉移分離法、電化學法等多種制備方法，在不同制備環境下得以有效的應用。

（3）固相法。固相法分為機械研磨法、化學熱解法兩大類，其中前者是通過相關的機械設備將含有納米氧化鋁材料的高嶺土等進行直接研磨粉碎，當粉碎至一定程度后，通過相關的工藝進行雜質分離，最終得到粉末狀納米氧化鋁，但這種機械研磨法所制備的納米氧化鋁粉末顆粒難以保持均勻狀態，并且生產噪音相對較大，對于長期操作的人員身體容易造成傷害。化學熱解法是通過對硫酸鋁進行化學提純，多次反復后可以制得納米氧化鋁，這種制備方法具有一定的污染性會產生二氧化硫等化學氣體，對會對大氣造成污染。

2 納米氧化鋁的應用探究

（1）催化劑載體應用。氧化鋁載體是指白色粉末狀或已成型的氧化鋁固體，是一類使用最廣泛地催化劑載體，約占工業上負載型催化劑的70%。氧化鋁作為催化劑載體，因其多孔，具有高比表面積，硬度好，耐磨，化學性質穩定，能夠將一些活性物質組分分散與其表面和孔中，已廣泛應用于石油加工，催化裂化，異丁烷氧化脫氫制異丁稀和丁二稀的制備等方面；用超增溶膠團自組裝方法，制備納米介孔氧化鋁載體；用熱噴涂鋁涂層氧化陽極法，制備納米多孔氧化鋁催化載體。

（2）陶瓷材料制作。氧化鋁陶瓷在力學、耐高溫和化學穩定性等方面具有良好的綜合性能，是目前世界上應用最為廣泛的陶瓷材料之一 ，納米級的氧化鋁可以提高材料的強度、韌性和超塑性，并使材料的性能得到大大的改善。正如英國著名材料專家Cahn指出的納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑那樣 ，納米氧化鋁陶瓷具有燒結溫度低，強度、韌性高等優點，受到人們的普遍關注。

（3）各類材料表面保護應用。納米氧化鋁材料由于其硬度較強，在材料表面防護方面發揮了重要作用，將其附著制作到各類材料表面能夠形成保護涂層，對材料進行有效的保護。國外一些研究學者發現，將納米氧化鋁附著在奧氏體304不銹鋼材料表面，能夠使其硬度得到有效的提升。我國相關學者通過研究發現，通過納米氧化鋁的應用可以改變氟聚芳醚酮聚合物的性質，將其進行結合后可以有效的提升材料的防腐性能。

（4）復合材料的制作與應用。通過對納米氧化鋁材料的耐高溫優勢探究，相關學者發現其在復合材料制作過程中可以發揮極大的作用。我國相關學者在研究中發現通過納米氧化鋁材料可以制作相應的納米氧化鋁復合膜，其高溫電性能、分解濕度以及拉伸強度得到了有效的優化。國外學者通過研究發現，納米氧化鋁填充不飽和聚酯的納米復合材料，拉伸強度和沖擊強度性能較為卓越。

（5）制作吸附劑。傳統的化學實驗過程中，通常采用石墨作為吸附劑，其吸附效果雖然較為顯著，但是分解過程較為復雜，我國學者在研究中發現，納米氧化鋁具有較強的吸附性能，對于一些貴金屬的吸附效果可以達到百分之九十五以上，這一發現有效的降低了化學實驗中貴金屬的損耗，對研究單位的經濟效益提升起到了重要的保障作用。

（6）傳感器的應用。國外研究學者在研究過程中發現，采用納米氧化鋁薄膜材料所制作的傳感器可以對鼠類所釋放的一氧化氮進行有效的檢測，可以在實踐應用過程中加強對工業生產的一氧化氮檢測，實現安全生產。

3 結語

在現代科學技術的支撐下，納米氧化鋁材料將會逐漸廣泛應用于工業生產，現階段來說，部分納米氧化鋁的制備存在一定的污染性，相關研究學者應當不斷加強對其深入探究，加強對現代工藝方法的探究，降低納米氧化鋁制備的成本和污染性，使其能夠更好的服務于我國工業生產及其他領域，全面促進我國社會經濟發展。

參考文獻：

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作者簡介：楊春香（1973-），女，大專，工程師，高級技師，從事石油化工及相關催化劑助劑的研究。