[发明专利]一种无定型氧化铝八面体颗粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无定型氧化铝八面体颗粒及其制备方法，属于材料制备技术领域。本发明的无定型氧化铝八面体颗粒制备方法在简便室温搅拌下，利用多种表面活性剂的协同作用调控前驱体化合物的合成过程，再通过合适的热处理过程得到了形貌特殊的无定型氧化铝产物。本发明采用简便的室温搅拌法和热处理过程，利用多种表面活性剂的协同作用诱导晶核成核与生长过程制备了无定型氧化铝八面体颗粒，所采用的原料均为常见试剂，来源广、价格便宜、反应过程易于控制。所制得的无定型氧化铝八面体颗粒微观形貌均匀，产率高，分散性良好，在薄膜器件、微电子器件及电极涂层等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种无定型氧化铝八面体颗粒及其制备方法，具体涉及一种由微纳米棒组装而成尺寸可控的无定型氧化铝八面体颗粒及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

氧化铝是一种重要的化工原料，其晶体结构独特，具有坚硬、透明、极端化学惰性、高温稳定、电绝缘以及优异的耐磨性、极低的摩擦系数、高比表面积、抗压、耐腐蚀性、不锈性等优点，广泛应用于吸附剂、表面和硬质涂料、耐热材料、高级陶瓷、微波介电材料、扩散阻挡层、有机晶体管、抗反射涂层、电绝缘体、窗口材料、催化剂载体等领域。

氧化铝包括无定型和结晶相，各种不同的物相通常是通过氢氧化铝的脱水/分解过程获得。通过改变煅烧温度，可以实现AlOOH→a-Al₂O₃→γ-Al₂O₃→δ-Al₂O₃→θ-Al₂O₃→α-Al₂O₃。α-Al₂O₃是脱水/热处理氢氧化铝前驱体的最终产品。不同氧化铝的转变过程与氢氧化铝的多态性密切相关。从实验和理论研究来看，相较于研究广泛的氧化铝结晶相，无定型氧化铝(a-Al₂O₃)引起了人们的普遍关注。无定型氧化铝是一种多功能候选材料，具有低漏电流、高介电常数及抗氧化和耐腐蚀性等，能够应用于薄膜器件和微电子器件。作为催化剂和电极涂层材料，也可提高电池性能的耐用性和安全性。此外，无定型氧化铝还被作为很好的吸附剂使用。

现有技术的不同的方法制备的无定型氧化铝，其形貌多为不规则颗粒，团聚现象严重，分散性差，影响了实际应用。因此，通过选择合适的溶液反应体系，有效调控反应温度和时间，采用简单、低廉的可控合成过程来制备分散性好的无定型氧化铝。实现无定型氧化铝八面体颗粒纳米材料的规模化生产，对探索无定型氧化铝纳米材料的形成机理，拓展无定型氧化铝纳米材料的制备应用具有重要意义。一种操作过程简便、反应参数可控，产物微观形貌均匀，产率高，分散性良好的无定型氧化铝八面体颗粒及其制备方法亟待开发出来。

发明内容

为了克服现有技术的制备方法所制备的无定型氧化铝形貌多为不规则颗粒，团聚现象严重，分散性差的技术问题，本发明利用多种表面活性剂的协同作用，通过无需加热处理的室温搅拌方法得到前驱体，然后通过低温处理制得无定型氧化铝八面体颗粒。该产品具有微米尺度的八面体颗粒形貌，且八面体是由许多微纳米棒组装而成，为无定型氧化铝材料的设计与合成开拓了新的研究方向。本发明提供的无定型氧化铝八面体颗粒的合成方法，实验参数可调，反应进程可控，所得产品形貌特殊，重复性好，产量大，产率高，适用于规模化生产。

本发明的具体技术方案如下：

一种无定型氧化铝八面体颗粒，该八面体颗粒由微纳米棒组装而成，所述的无定型氧化铝八面体颗粒由氧化铝微纳米棒组装而成，所述的氧化铝微纳米棒的长度为0.1～1.5μm，直径为20～300nm；所述的无定型氧化铝八面体颗粒的棱长为4.0-10μm。

一种无定型氧化铝八面体颗粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝盐、乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基溴化铵、氟化铵、盐酸多巴胺和2,6-吡啶二羧酸加入去离子水和乙二醇的混合溶剂中，搅拌得到白色沉淀，将沉淀离心洗涤干燥，得到前驱体；