[发明专利]一种氧化铝纳米棒的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种纳米棒的制备方法，更具体地说，是涉及一种氧化铝纳米棒的制备方法。

背景技术：

过去10年来，一维纳米材料如纳米棒、纳米线与纳米管，具备特殊物理性质与微小尺寸的优点。氧化铝(Al₂O₃)是一种重要的陶瓷材料，具有低密度、高强度与高硬度特性。氧化铝纳米管与纳米线因具备高电介质常数、低导磁性与高热传导性而引起高度重视。

氧化铝纳米线与纳米棒的制备方法通常用模板法与V-L-S法。模板法以纳米碳管为模板，可生成氧化铝多晶纳米管与单晶纳米线；V-L-S法需要融化金属作为沉降气态氧化铝的转换媒介。这些方法需要使用催化剂，易造成纳米线或纳米管中的杂质，而且这些方法需要昂贵的设备与精密的操作。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种杂质少、操作简单、对设备要求不高的氧化铝纳米棒的制备方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明利用水热合成和热分解法对氧化铝纳米棒进行制备，工艺步骤为：

将氢氧化铝溶解于5～10mol/L的氢氧化锂的水溶液中，料液比为1∶80～1∶100，置入压力容器中，在100～120℃下，加热10～17d；反应结束后，用滤纸滤出Al(OH)₃·xH₂O前驱物，并以去离子水清洗3～5次；Al(OH)₃·xH₂O前驱物以高温炉加热至350～400℃，保温1～2h进行热分解。

本发明的有益效果：

1.本发明操作简单，对设备要求不高，利于放大生产；

2.本发明产率为50.63％；

3.本发明生产的氧化铝纳米棒粒径小，呈规则的形状，内部晶格条纹均匀一致。

具体实施方式：

本发明的工艺步骤为：将氢氧化铝溶解于5～10mol/L的氢氧化锂的水溶液中，料液比为1∶80～1∶100，置入压力容器中，在100～120℃下，加热10～17d；反应结束后，用滤纸滤出Al(OH)₃·xH₂O前驱物，并以去离子水清洗3～5次；Al(OH)₃·xH₂O前驱物以高温炉加热至350～400℃，保温1～2h进行热分解。

作为一种优选方案，本发明的工艺步骤为：将氢氧化铝溶解于10mol/L的氢氧化锂的水溶液中，料液比为1∶100，置入压力容器中，在100℃下，加热15d；反应结束后，用滤纸滤出Al(OH)₃·xH₂O前驱物，并以去离子水清洗3次；Al(OH)₃·xH₂O前驱物以高温炉加热至400℃，保温1h进行热分解。

氧化铝纳米棒是通过Al(OH)₃·xH₂O前驱物热分解制成的，在热分解过程中存在三个主要的热失重阶段。在80～122℃温度范围，重量损失了2％，这是由于样品屋里吸附水分增发造成的；在122～228℃温度范围内，重量损失了18.5％，这是由于氢氧化铝水合物分解造成的，反应方程式为：

Al(OH)₃·H₂O→Al(OH)₃+H₂O

在228～400℃温度范围，质量损失为22.5％，这是由于氢氧化铝分解造成的，反应方程式为：

Al(OH)₃→Al₂O₃+H₂O