纳米氧化铝及其氧化铝空心球的制备

摘要

α-Al2O3是在热力学和动力学上均为稳定的相，所需要的晶型转变温度非常高，高温会进一步促进粒子之间的团聚;壳层厚度为纳米级别的Al2O3空心球材料在制备过程中，具有壳层厚度不可控和不均匀的缺点。本文的主要工作是探究制备纳米氧化铝和氧化铝空心球的方法，主要内容包括三个部分:
　　首先，采用α-Al2O3作为晶种，加入葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂，通过醇盐水解法制备了纳米氧化铝粉体，探讨了晶种、葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮对氧化铝晶型和形貌的影响及其最佳添加量。将所得的前驱体分别在800℃和1000℃下煅烧2h，即可以得到γ-Al2O3和α-Al2O3粉体，其粒径分别为小于20nm和20-50nm。
　　其次，采用葡萄糖作为碳源，通过水热法制备了碳微球模板，当葡萄糖的浓度为1mol/L，反应釜空隙率为30％，在180℃下水热反应8h得到的碳微球模板分散性好，其粒径约为600nm。
　　最后，采用碳微球作为模板，硝酸铝作为铝源，三嵌段共聚物(F127)作为表面活性剂，在葡萄糖溶液中水热反应制备碳微球-不定型氢氧化铝-碳包覆层复合物(C/Al/C)，将C/Al/C复合物在600-800℃下煅烧3h即可以得到分散性好、壁厚均匀的氧化铝空心球，粒径约为700nm，壁厚约为100nm。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景

1．2 氧化铝的晶型及晶型转变

1．3 纳米氧化铝

1．3．1 纳米氧化铝的团聚机理及其分散方法

1．3．2 纳米氧化铝的制备方法

1．4 氧化铝空心球

1．4．1 氧化铝空心球的性质

1．4．2 空心球材料的制备方法

1．4．3 空心球材料制备反应机理

1．5 本文研究意义及内容

2．纳米氧化铝的制备

2．1 引言

2．2 实验试剂与仪器

2．3 两步醇盐水解法制备高纯纳米氧化铝

2．3．1 实验原理

2．3．2 实验过程

2．4 结果与讨论

2．4．1 氧化铝纳米粒子的表征

2．4．2 晶种、葡萄糖、聚乙烯吡咯烷酮对Al2O3晶型的影响

2．4．3 晶种对氧化铝形貌的影响

2．4．4 聚乙烯吡咯烷酮对氧化铝粒子形貌的影响

2．4．5 温度对氧化铝的影响

2．5 本章小结

3．碳微球模板的制备

3．1 引言

3．2 实验试剂与仪器

3．3 水热法制备氧化铝空心球

3．4 结果与讨论

3．4．1 碳微球的表征

3．4．2 碳微球形成机理

3．4．3 实验条件对碳微球的影响

3．5 本章小结

4．氧化铝空心球的制备

4．1 引言

4．2 实验试剂和仪器

4．3 模板法制备氧化铝空心球

4．3．1 实验步骤

4．4 结果与讨论

4．4．1 机理分析

4．5 合成条件对氧化铝空心球的影响

4．5．1 铝源预处理对氧化空心球形貌的影响

4．5．2 F127对氧化铝空心球比表面积的影响

4．5．3 最外层碳包覆层对氧化铝空心球制备的影响

4．6 本章小结

5 全文总结和展望

5．1 全文总结

5．2 创新点

5．3 今后的工作展望

致谢

参考文献

硕士研究生期间以第一作者发表了1篇SCI，申请了两项专利