Наночастица оксида алюминия - Aluminium oxide nanoparticle

Наноразмерный оксид алюминия (наноразмерный глинозем ) имеет форму сферической или почти сферической формы. наночастицы, и в виде ориентированных или ненаправленных волокна.

Характеристики

Свойства окончательного материала, определенные как набор свойств твердого тела. Оксид алюминия и специфические свойства наноструктур.

Свойства наноразмерных коллоидных частиц оксида алюминия:

Малый диаметр частиц / волокон (2-10 нм)
Высоко удельная поверхность (> 100 м2 / г)
Высоко дефектность поверхности материала и специфической структуры наночастиц (объем и размер пор, степень кристалличность, фазовый состав, структура и состав поверхности - возможность модификации)

Свойства наноразмерных волокон оксида алюминия:

Отношение длины к диаметру около 20000000: 1.
Высокая степень ориентации волокон
Слабое взаимодействие волокон между собой
Отсутствие поверхностные поры
Высокая поверхностная концентрация гидроксильные группы

Производство

Способы получения порошков оксида алюминия нанометрового масштаба

Промышленные нановолокна из оксида алюминия марки Nafen

1. Шлифовальный порошок частиц оксида алюминия нанометрового уровня (например, 10-50 нм). Например, используя планетарная мельница с использованием мелющих тел размером менее 0,1 мкм.

2. Разложение свежих химически синтезированных AlOOH или же Al (ОН)₃ к оксид алюминия при быстром достижении температуры разложения 175 ° C и использовании для этого давления 5 бар в течение тридцати минут. Чем раньше будет достигнута температура разложения гидроксосоединений алюминия, тем меньше будет размер получаемых частиц нанооксида.

Нановолокна из оксида алюминия

Окисление поверхности некоторых жидкие металлические сплавы приводит к образованию рыхлых или пористых 3D наноструктур. Впервые этот эффект наблюдался в системе алюминий-ртуть и опубликован более 100 лет назад.^[1]Такие волокна не встречаются в природе и выращиваются только искусственным путем. В зависимости от метода синтеза могут быть получены различные наноструктуры, например, аэрогель из оксигидроксида алюминия (AlOOH или ${ Displaystyle { ce {Al2O3 * { mathit {n}} H2O}}}$ , куда ${ Displaystyle 1 Leq п Leq 4}$ , легко превращаются в оксид алюминия) или нановолокна оксида алюминия (Al₂О₃).

На данный момент основными способами производства являются:

Способ селективного окисления алюминия на поверхности расплавленного Ga-AI во влажной атмосфере при температуре от 20 до 70 ° C (Методика ИПХЭ РАН).^[2]
Жидкометаллическая технология синтеза наноструктурных аэрогель AlOOH из расплавов Ga-Bi и Al-Al (Институт РФ ФЭИ им. А. И. Лейпунского, г. Обнинск).
Выращивание волоконного нанооксида алюминия на поверхности алюминиевого расплава (Метод промышленного синтеза, разработанный и запатентованный ANF Technology).^[3]

Заявление

Адсорбент (для улавливания углеводород примеси из воздуха; для извлечения фтор из различных сред (способность оксида алюминия к химиочувствительность ионы фтора, используемые для очистки воды с повышенным содержанием фтора; для улавливания паров фтороводород от газов суперфосфат и электролиз) для осветляющих растворов в производство сахара; улавливать растворители; адсорбционная очистка масел (первый трансформатор); адсорбент для газа и жидкостная адсорбционная хроматография (адсорбция); за ионный обмен и осадочно-сорбционная хроматография в водном растворе (ионный обмен и осаждение); в качестве инертного носителя при жидкостной распределительной хроматографии)
Осушитель (для осушки газов (глубокая обезвоживание к точки росы от -60 ° С и ниже); консервация инструментов и оборудования, а также таких систем, как респираторные клапаны, резервуары, трансформаторы и т.д .; создавать защитная атмосфера при длительном хранении пищевых и фармацевтических продуктов)
Сорбент ионов металлов из растворов их солей, например, CsNO₃, AgNO₃, Ba (НЕТ₃)₂, Sr (НЕТ₃)₂, Pb (НЕТ₃)₂ и др., с возможностью получения оксидов металлов на поверхности волокон при отжиге.
Сорбент радионуклиды из сточных вод атомная электростанция
Инертный (армирующий) наполнитель
Керамика и композиты (в том числе композитные металлы) - высокая вязкость, огнестойкость и антифрикционные свойства, изоляционные свойства. Известно использование в нескольких продуктах, таких как газоразрядная лампа горелки, субстрат интегральные схемы, запорные элементы керамические трубопроводная арматура, протезы, так далее.
Абразивный (состоит из средств для ультратонкая полировка )
Огнеупорный (высокотемпературный компонент для теплоизоляции)

Помимо этих участков, используется как катализатор, так и носитель катализаторов. Наноразмерный оксид из-за малого диаметра частиц / волокон, высокой удельной поверхности и активности, связанной с дефектами, а также особой структуры наночастиц (объем и размер пор, степень кристалличности, фазовый состав, структура и состав поверхности) сильно улучшает каталитические свойства и увеличивает диапазон использования массивного оксида алюминия в качестве катализатора.

Литература

1. Вислиценус, Х. Zeitschrift für Chemie und Industrie der kolloide Kolloid-Z 2 (1908): XI-XX.

2. Винь, Ж. Л. Мазероль, Л., Мишель, Д. Ключевые технические материалы 132-136 (1997): 432 - 435.

3. Чжу, Хуай Юн, Джеймс Д. Ричес и Джон К. Барри. Нановолокна γ-оксида алюминия, полученные из гидрата алюминия с поверхностно-активным веществом поли (этиленоксид) // Chemistry of Materials 14.5 (2002): 2086-2093

4. Азад, Абдул-Маджид. Изготовление прозрачных нановолокон оксида алюминия (Al2O3) методом электроспиннинга // Материаловедение и инженерия: A 435 (2006): 468–473.

5. Тео, Гейк Линг, Конг Йонг Лью и Ван А.К. Махмуд. Синтез и характеристика нановолокон золь-гель оксида алюминия // Золь-гель науки и технологии 44.3 (2007): 177–186.

6. «Е. В. Петрова, А. Ф. Дресвянников, М. А. Цыганов, Губайдуллина А. М., Власов В. В., Исламов Г. Г. Наночастицы гидроксидов и оксидов алюминия, полученные электрохимическими и химическими методами // Вестник Казанского технологического университета. 2008. (дата обращения 10.04.2017)».

Смотрите также

внешняя ссылка

Свойства нановолокон оксида алюминия

[1] Х. Вислицен. Zeitschrift für Chemie und Industrie der kolloide Kolloid-Z. 2 (1908) XI-XX. Ueber die faserähnliche gewachsene Tonerde (Fasertonerde) und ihre Oberflächenwirkungen (Адсорбция).

[2] Мартынов П., Ашадуллин Р., Юдинцев П., Ходан А. Новые промышленные технологии, 4 (2008), с.48 - 52.

[3] US20130192517 A1 / PCT / IB2013 / 000120 «Способ и система синтеза нановолокон оксида алюминия из расплавленного алюминия», ANF Technology Limited, 01.08.2013

[1]

[2]

[3]