Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Наноразмерный оксид алюминия (наноразмерный оксид алюминия ) встречается в форме сферических или почти сферических наночастиц , а также в форме ориентированных или ненаправленных волокон .

Свойства [ править ]

Свойства конечного материала определяются как набор свойств твердого оксида алюминия и определенных свойств наноструктур.

Свойства наноразмерных коллоидных частиц оксида алюминия:

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

Свойства наноразмерных волокон оксида алюминия:

  • Отношение длины к диаметру около 20 000 000: 1.
  • Высокая степень ориентации волокон
  • Слабое взаимодействие волокон между собой
  • Отсутствие поверхностных пор
  • Высокая поверхностная концентрация гидроксильных групп

Производство [ править ]

Способы получения порошков оксида алюминия нанометрового масштаба [ править ]

Промышленные нановолокна из оксида алюминия марки Nafen
Промышленные нановолокна из оксида алюминия марки Nafen

1. Шлифовальный порошок оксида алюминия с частицами нанометрового уровня (например, 10-50 нм). Например, с помощью планетарной мельницы с мелющими телами размером менее 0,1 мкм.

2. Разложение свежего химически синтезированного AlOOH или Al (OH) 3 до оксида 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 [ править ]

Окисление поверхности некоторых жидких металлических сплавов приводит к образованию рыхлых или пористых трехмерных 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 изготовлены различные наноструктуры, такие как аэрогель из оксигидроксида алюминия (AlOOH или , где они легко превращаются в оксид алюминия) или нановолокна из оксида алюминия (Al 2 O 3 ).

На данный момент основными способами производства являются:

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

Заявление [ править ]

  • Адсорбент (для улавливания углеводородных примесей из воздуха; для извлечения фтора из различных сред (способность оксида алюминия к хемочувствительности к ионам фтора, используемого для очистки воды с повышенным содержанием фтора; для улавливания паров фтороводорода из газов суперфосфата) и электролиз) для осветляющих растворов при производстве сахара ; для улавливания растворителей; адсорбционной очистки масел (первый трансформатор); адсорбента для газовой и жидкостной адсорбционной хроматографии (адсорбции); для ионообменной и седимент-сорбционной хроматографиив водном растворе (ионный обмен и осаждение); в качестве инертного носителя при жидкостной распределительной хроматографии)
  • Десикант (для осушки газов (глубокое обезвоживание до точки росы -60 ° C и ниже); для консервации инструментов и оборудования, а также для таких систем, как дыхательные клапаны, резервуары, трансформаторы и т.д .; для создания защитной атмосферы во время длительное хранение пищевых и фармацевтических товаров)
  • Сорбент ионов металлов из растворов их солей, например, CsNO 3 , AgNO 3 , Ba (NO 3 ) 2 , Sr (NO 3 ) 2 , Pb (NO 3 ) 2 и др., С возможностью получения оксидов металлов на поверхности волокон при отжиге
  • Сорбент радионуклидов из сточных вод АЭС
  • Инертный (армирующий) наполнитель
  • Керамика и композиты (в том числе композитные металлы) - высокая вязкость, огнестойкость и антифрикционные свойства, изоляционные свойства. Известно использование в нескольких изделиях, таких как газоразрядные лампы , подложки интегральных схем , запорные элементы, керамические трубопроводные арматуры , протезы и т. Д.
  • Абразивный (в составе средства для ультратонкой полировки )
  • Огнеупор (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 [ править ]

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

2. Vignes, JL. Мазеролле 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) // Химия материалов 14.5 (2002): 2086-2093

4. Азад, Абдул-Маджид. Изготовление прозрачных нановолокон из 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. Петрова Е.В., Дресвянников А.Ф., Цыганов М.А., 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). ) " .

См. Также [ править ]

  • Оксид алюминия
  • Корунд

Ссылки [ править ]

  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 «Метод и система синтеза нановолокон оксида алюминия из расплавленного алюминия», ANF Technology Limited, 01.08.2013

Внешние ссылки [ править ]

  • Свойства нановолокон оксида алюминия