纳米氧化铝的制备及应用进展

杨春香 高明亮

摘 要：纳米氧化铝作为一种新兴材料，在现代科学技术的支撑下，逐渐在我国工业生产等领域开始应用，但部分纳米氧化铝的制备方法仍存在一定的污染性，基于这种状况，应当对其制备方法进行深入探究，提升制备的环保性。本文基于纳米氧化铝的制备方法进行分析，并对其实际应用状况进行深入探究。

关键词：耐高温性能；气相法；催化剂载体；陶瓷材料；环境污染

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

0 引言

现代科学技术的高度发展与广泛应用，对我国各个领域的发展都产生了重大影响，自上世纪八十年代纳米材料概念被提出后，我国开始将其列为重点研究项目，通过长期的深入探究，在纳米材料的基础上可以开始制备纳米氧化铝，这种材料与传统的金属铝相比，其耐高温性能、硬度等特征显著提升，目前纳米氧化铝广泛应用于社会发展的各个领域。为更好的促进工业生产制造与社会发展，相关技术人员应当不断加强探究，使纳米氧化铝可以具备更加广阔的应用前景。

1 纳米氧化铝的制备方法探究

（1）气相法。气相法作为纳米氧化铝的主要制备方式之一，其细化为多种具体的制备方法，本文主要对其常用的制备方法进行分析探究，激光诱导气相沉积法其主要的技术原理是通过激光制作高温环境，使相关的纳米材料在极短时间内发生化学反应，生成肉眼不可见的胚胎，这种胚胎能够在激光高温环境下快速生长，如果脱离照射区域温度将会快速降低并停止生长，一般将其体积控制在微粒粉末状态进行收集，并开展相应的后续处理。

化学气相沉积法是在掌握了氯化铝的临界反应温度的规律，人工制造使氯化铝能够发生反应的饱和蒸汽压，使其在这种条件下可以进行结构重聚，形成数量庞大的晶核，并在一定条件下进行固化，技术人员可以通过相应的收集器皿将其进行收集，以备后用。

（2）液相法。现阶段来说，相关的研究人员在进行纳米氧化铝制备过程中常采用的就是该方法，其又被叫做湿化学法，在此基础上也细分为多种制备方法传统的沉淀法制备纳米氧化铝的过程中容易出现分解材料自动聚集的问题，针对这一问题，我国相关学者才去相应的优化措施，以活性炭反应器法对纳米氧化铝进行制备，有效的优化了这一问题。

现代科学技术的高度发展，为纳米氧化铝材料提供了多元化的制备方法，在上述方法的基础上，液相法还细化为反相微乳液法、水热合成法、相转移分离法、电化学法等多种制备方法，在不同制备环境下得以有效的应用。

（3）固相法。固相法分为机械研磨法、化学热解法两大类，其中前者是通过相关的机械设备将含有纳米氧化铝材料的高岭土等进行直接研磨粉碎，当粉碎至一定程度后，通过相关的工艺进行杂质分离，最终得到粉末状纳米氧化铝，但这种机械研磨法所制备的纳米氧化铝粉末颗粒难以保持均匀状态，并且生产噪音相对较大，对于长期操作的人员身体容易造成伤害。化学热解法是通过对硫酸铝进行化学提纯，多次反复后可以制得纳米氧化铝，这种制备方法具有一定的污染性会产生二氧化硫等化学气体，对会对大气造成污染。

2 纳米氧化铝的应用探究

（1）催化剂载体应用。氧化铝载体是指白色粉末状或已成型的氧化铝固体，是一类使用最广泛地催化剂载体，约占工业上负载型催化剂的70%。氧化铝作为催化剂载体，因其多孔，具有高比表面积，硬度好，耐磨，化学性质稳定，能够将一些活性物质组分分散与其表面和孔中，已广泛应用于石油加工，催化裂化，异丁烷氧化脱氢制异丁稀和丁二稀的制备等方面；用超增溶胶团自组装方法，制备纳米介孔氧化铝载体；用热喷涂铝涂层氧化阳极法，制备纳米多孔氧化铝催化载体。

（2）陶瓷材料制作。氧化铝陶瓷在力学、耐高温和化学稳定性等方面具有良好的综合性能，是目前世界上应用最为广泛的陶瓷材料之一 ，纳米级的氧化铝可以提高材料的强度、韧性和超塑性，并使材料的性能得到大大的改善。正如英国著名材料专家Cahn指出的纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径那样 ，纳米氧化铝陶瓷具有烧结温度低，强度、韧性高等优点，受到人们的普遍关注。

（3）各类材料表面保护应用。纳米氧化铝材料由于其硬度较强，在材料表面防护方面发挥了重要作用，将其附着制作到各类材料表面能够形成保护涂层，对材料进行有效的保护。国外一些研究学者发现，将纳米氧化铝附着在奥氏体304不锈钢材料表面，能够使其硬度得到有效的提升。我国相关学者通过研究发现，通过纳米氧化铝的应用可以改变氟聚芳醚酮聚合物的性质，将其进行结合后可以有效的提升材料的防腐性能。

（4）复合材料的制作与应用。通过对纳米氧化铝材料的耐高温优势探究，相关学者发现其在复合材料制作过程中可以发挥极大的作用。我国相关学者在研究中发现通过纳米氧化铝材料可以制作相应的纳米氧化铝复合膜，其高温电性能、分解湿度以及拉伸强度得到了有效的优化。国外学者通过研究发现，纳米氧化铝填充不饱和聚酯的纳米复合材料，拉伸强度和冲击强度性能较为卓越。

（5）制作吸附剂。传统的化学实验过程中，通常采用石墨作为吸附剂，其吸附效果虽然较为显著，但是分解过程较为复杂，我国学者在研究中发现，纳米氧化铝具有较强的吸附性能，对于一些贵金属的吸附效果可以达到百分之九十五以上，这一发现有效的降低了化学实验中贵金属的损耗，对研究单位的经济效益提升起到了重要的保障作用。

（6）传感器的应用。国外研究学者在研究过程中發现，采用纳米氧化铝薄膜材料所制作的传感器可以对鼠类所释放的一氧化氮进行有效的检测，可以在实践应用过程中加强对工业生产的一氧化氮检测，实现安全生产。

3 结语

在现代科学技术的支撑下，纳米氧化铝材料将会逐渐广泛应用于工业生产，现阶段来说，部分纳米氧化铝的制备存在一定的污染性，相关研究学者应当不断加强对其深入探究，加强对现代工艺方法的探究，降低纳米氧化铝制备的成本和污染性，使其能够更好的服务于我国工业生产及其他领域，全面促进我国社会经济发展。

参考文献：

[1]徐艳芳，刘皓，李晓久.纳米有序多孔阳极氧化铝制备方法的研究进展[J].化工进展，2015，34（12）：4265-4271.

[2]吴俊星，刘卫丽，谢华清等.氧化铝抛光液磨料制备及其稳定性研究进展[J].上海第二工业大学学报，2015，32（02）：104-108.

作者简介：杨春香（1973-），女，大专，工程师，高级技师，从事石油化工及相关催化剂助剂的研究。