超細氧化鋁的制備及改性研究.pdf

1、氧化鋁在很多研究領域備受關注，因其性質特別（如高導熱性、絕緣性、表面電負性、多孔性、良好的韌性和延展性等）而被陶瓷、微電子、醫(yī)學、高分子或復合材料、催化劑、光學、生物等領域廣泛應用。目前，氧化鋁的合成工藝多種多樣，為了獲得顆粒大小均勻且納米級、形貌多樣、分散好等優(yōu)良的氧化鋁(一般為γ-Al2O3或α-Al2O3)粉體，很多文獻和專利等對氧化鋁的制備原料、實驗方案等研究探索。同時，為了擴大氧化鋁的應用范圍并增強其應用性能，研究氧化鋁表面改

2、性的文獻眾多。
　　 本文以硫酸鋁(Al2(SO4)3·18H2O)為鋁源，氫氧化鈉(NaOH)為沉淀劑，經簡單的沉淀反應得到無定形的氫氧化鋁，結合熱重分析(TG-DTG)數(shù)據和動力學理論，研究了無定形氫氧化鋁在不同溫度下的脫水行為及對應的動力學——無定形氧化鋁的脫水過程分成兩個階段:分別為100℃-600℃和800℃-1000℃，其脫水反應活化能分別為24.87和313.47kJ/mol。并探索了Al2O3·xH2O的晶相變化

3、和沉淀、陳化、水熱反應的關系，發(fā)現(xiàn)Al2O3·xH2O的化學組成、結晶度等影響其熱行為，可以確定以Al2O3·xH2O為前驅物制備氧化鋁的煅燒條件，并發(fā)現(xiàn)水熱反應得到的勃姆石(γ-AlOOH)經煅燒后得到的氧化鋁(γ-Al2O3或α-Al2O3)的性能好。為了確定以水熱產物γ-AlOOH為前驅物制備氧化鋁的煅燒條件，研究了γ-AlOOH在400℃附近的脫水的活化能為164.40 kJ/mol。同時研究不同水熱反應條件對制備γ-AlOOH

4、的影響，采用XRD、SEM、粒度分布圖分析產品的性能，結果表明由水熱反應得到γ-AlOOH結晶度高，形貌呈片狀，粒徑分布均勻，但粉體存在團聚現(xiàn)象。通過表面包覆的原理對粉體進行表面改性，提高了γ-AlOOH粉體的分散性，同時改善了γ-AlOOH粉體的性能（如生物相容性、穩(wěn)定性、疏水性等）。本課題以聚乙二醇(PEG，6000)為表面改性劑，以水為溶劑，以硼砂為引發(fā)劑，對γ-AlOOH粉體進行表面改性，研究不同反應條件對表面改性的影響。采用z

5、eta電位（又稱ζ-電勢）、X射線光電子能譜(XPS)、納米激光粒度分布儀等分析產品質量，結果發(fā)現(xiàn)γ-AlOOH粉體的表面改性得到了顯著的效果。將改性后的γ-AlOOH粉體在1200℃煅燒后得到α-Al2O3進行測試分析，發(fā)現(xiàn)由改性后γ-AlOOH粉體煅燒得到的α-Al2O3的團聚減少，粒徑減小，幾乎達到單分散效果，表面電荷分布發(fā)生顯著變化。同時對由未改性γ-AlOOH粉體煅燒得到的α-Al2O3粉體進行表面改性研究，發(fā)現(xiàn)直接表面改性的