國內外研究進展1.1國內研究現狀目前，國內的研究工作主要集中在對不同類型的納米材料氧化鍋的制備和應用方面的研究，其中大部分都是由中科院、中國上海兩所高校聯合開展的。從九十年代后期到二十一世紀初期，中國一直致力于突破西方發達國家在推進和推廣納米材料加熱器的技術上的政策、突破技術上的限制，并在此基礎上進行了大量的研究和開發。李繼光等人將少量的亞硝酸鉛加入到溶液中，然后在水中加熱，滴入少量的氨水，以2%peg晶種為主要原料，合成了氧化性分散劑。Al2O3濕性凝膠經高溫干燥后，經200℃的火焰點燃，得到了一定數量的含濕型納米化碳和納米粉體。張長栓將大量的硝酸和無溶劑的酒精溶液分別倒入乙醇混合物（通常含有少量的氨水），與之進行高溫過濾，高溫蒸發，再用無水乙醇進行高溫洗滌，再將鋁餅加熱到ooopt，最后高溫烘干，股燒，制備了一種新型的納米二氧化鋁，并對其性能進行了研究。吳義權等人表示，用少量的鹽酸氧化亞硝基二氫鉛，然后將少量的氨水加入亞硝基二氫鉛的溶液中，然后將其曬干，然后用普通的方法將其加熱。廖海達等人將分散的溶劑和浸泡在氨水中的混合物均勻地加入到一種含一定量的水和氨水的粉末分解液中，然后在水里完全溶于氨水，干燥，熱處理，鍛煉，淀粉研磨，然后將其混合在一起。在Al2O3納米粒子的研究和應用中，重點關注催化劑的萃取和除去有毒污染物，另外，Al2O3的一個重要優勢在于它可以作為各種材料的膜過濾和層析的固定相。除傳統的膜過濾技術在化合物分離中得到廣泛的應用之外，由于膜過濾在節能、運行費用和環保上有著很大的發展前景。為了提高膜的選擇性，提高膜過濾性能，將單層硅烷（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷直接接枝到氧化鋁膜上。基于上述結果，采用二甲基硅烷直接接枝氧化鋁納米纖維，制得了殘渣和纖維素酶。另外，一種改性過的氧化鋁被廣泛用于HPLC的化學鍵結合固定相支持物。通過大量的研究，人們對納米氧化鋁的了解越來越多，發現它不僅有納米作用，而且表面張力很大，粒子間的粘附力很大，對光的吸收能力很強，熔點低，化學活性好，容易產生化學反應；由于其優良的導熱性和絕緣性，其應用范圍十分廣泛。納米氧化鋁由于其表面效應、量子尺寸效應、體積效應和宏觀量子隧道效應等特性，在傳統工業（輕工、化工、建材）、新材料、微電子、航天等行業中的應用范圍將進一步擴大，市場需求量將進一步擴大，應用前景不可估量。現代科技的迅速發展和廣泛的運用，給我們國家的各方面帶來了巨大的影響。自從八十年代提出納米材料的概念后，國家就把它作為一個重要的課題，經過長時間的探索，它可以從納米材料的基礎上進行納米氧化鋁的生產，它的耐高溫性能、硬度等性能都有了很大的提高。為了更好地推動我國的工業生產和經濟發展，我國的經濟發展將面臨著巨大的挑戰。企業技術人員應繼續加大研究力度，使其具有更廣泛的應用前景。1.2國外研究現狀近年來，人們對聚合物/Al2O3NCS的制備進行了大量的研究。Al2O3納米粒子在聚合物基質中的分散程度以及與聚合物基質的接觸及相互作用，是提高納米粒子的能力的重要因素。但是，近數十年來，由于聚合物和納米金屬氧化物填料的分散程度不高，且其填充物與高聚物氧化物間的接觸界面較差，使其成為強化材料的性能大大受限。與此相反，采用微米級的填充劑，粒子可以在基體內均勻地分散，并分離出不同的粒子。已知納米顆粒有以下幾點局限性：（1）其親水性表面的化學活性高，（2）其比表面積高（每單位物質的總表面積）所以，表面能很高，所以他們往往會聚集在一起，以使表面能最小化。為了解決上述問題，我們必須研制出一種能使聚合NP最少的表面涂料。這些方法包括對含極性功能基團的表面活性劑分子進行接枝或包覆，從而減少羥基的表面張力。這樣，在微粒的表面上，只要有一條有機分子被吸附或結合，就會阻礙兩種微粒間的氧橋鍵的生成與凝聚。納米粒子的表面修飾是為了穩定和控制其生長，改善其在各種情況下的增溶、回收性能和物理化學性能，以方便實際的應用。Al2O3納米顆粒的表面修飾技術有以下幾種。通過對Al2O3納米粒子表面官能團的共價鍵進行化學功能性化，可以改善其分散的穩定性。硅烷偶聯劑是一類含有氰基、羧酸和環氧基的有機化合物。此外，還探討了其它處理Al2O3納米粒子的方法。除上述聚合物的應用之外，還研制出多種聚合酸和它們的鹽等離子體表面活性劑以分散Al2O3納米粒子。比如，Boumed等研究人員利用聚電解質偶聯劑PMMA對氧化鋁進行了改性，發現添加PMMA能使Al2O3懸浮物在靜電荷作用下得到穩定。此外，還報告了原位表面修飾（在納米晶體生長中進行表面修飾）技術。通過對Al2O3納米粒子表面官能團的共價鍵進行化學功能性化，可以改善其分散的穩定性。硅烷偶聯劑是一類含有氰基、羧酸和環氧基的有機化合物。Konx和Pryde是第一批利用硅烷基團對氧化鋁進行表面修飾的公司。在此基礎上，采用硅烷偶聯劑對其進行了表面修飾，從而改善了其與高分子基質的相容性，并使其具有更好的力學性能。通過對Al2O3納米顆粒進行接枝制得高分子材料，可以達到共價化的目的。該工藝提高了有機和無機材料的化學功能，并對其表面形貌進行了優化。結果表明，在不同的條件下，不同的表面活性劑的分子量、納米氧化鋁粉的粒度都會對吸附性能產生明顯的影響。Kakui等對Al2O3/酒精懸濁液的粘度進行了研究，結果表明，在一定的固相濃度下，Al2O3納米粒子的粒度和支化聚乙烯（PEI）的分子量對其粘度的影響。研究發現，在分子量為10000的情況下，顆粒的粘度明顯下降；在分子量為1800時，7納米氧化鋁顆粒的粘度最小。當固體質量分數達到數十微米時，平均表面距離顯著降低。2納米氧化鋁的制備方法2.1固相法2.1.1機械球磨法研磨機是一種以高嶺土為原料，在沒有外界熱能的情況下，用機械研磨機對不同類型的高嶺土進行研磨，再用有機酸洗法將金屬中的氧化鐵等雜質迅速磨碎。目前廣泛采用的是高效的振動式、球磨機、振動式混合式、超聲波式振動式粉碎機。該方法操作簡單，成本低。但這種粉體的粒度分布不均勻，對噪聲和環境造成嚴重的影響。2.1.2化學熱解法(1)硫酸鋁銨熱解法第一步，將氫氧化鋁用硫酸鈉溶解，制得鹽水，再加水，再加硫酸銨，氫氧化鋁（銨礬）。然后，按原料的化學、純度，將硫酸鋁銨經過多次復合、結晶，得到一種經過高溫處理的硫酸鋁銨，在高溫下加熱、分解。該工藝已得到了廣泛的使用，是國內目前最常用的高純度納米氧化鋁生產技術。其裝置更簡單，操作更輕松。但是，由于其在高溫下分解，會直接釋放出有毒的SO3、放射性氣體，并對環境造成嚴重的污染。(2)碳酸鋁銨熱分解法(AACH熱分解法)本方法對氨酸鈉的熱解工藝進行了改良。將舊的堿式甲基硫酸氫銨加熱后，將其與之發生化學反應，形成新的堿式甲基碳酸氫銨，再經化學沉淀，經陳化、過濾、洗滌、干燥，最后將高純度的堿式碳酸鋁銨焙燒，以得到α-Al2O3。堿法碳酸鋁銨的焙燒工藝為：堿式碳酸鋁銨→不定形Al2O3→γ-Al2O3→α-Al2O3。(3)噴霧熱解法噴霧熱解法是在高溫環境下，以霧狀噴射金屬鹽，使其水分蒸發，使金屬鹽發生熱分解，沉淀為固體，可直接使用納米氧化鋁陶瓷粉末。該工藝的最大缺點是工藝復雜，在熱分解過程中會產生腐蝕性氣體，難以控制顆粒大小和形狀。2.2液相法2.2.1沉淀法沉淀法是一種常用的沉淀法，它是一種特殊的沉淀法，它可以將不同的物質和不同的金屬離子混合在一起，然后用水沖濾、洗滌、干燥等工藝來實現。(1)鋁和硝酸鋁+鋁和碳酸銨復合體系以鋁和硝酸鋁體系為主要合成原料，宋曉嵐等以鋁和碳酸銨體系為主要原料沉淀催化劑，通過在水中快速加入少量的金屬表面化學活性劑，將其分解獲得一種前驅體，經過多次高溫高壓熱處理后也就可以制得到一種高純活性劑和γ型態的納米金屬氧化鋁研究制造設備后經生產后得出一種粒徑大小厚度不得大于100nm的納米氧化鋁結晶粉末。(2)硫酸鋁銨+碳酸氫銨體系將（NH4)2CO3作為主要沉淀劑，采用新型高分子離心劑，通過沉淀法合成了一種新型的納米氧化鋁粉末。它是一種具有5-6nm的粒徑范圍的球狀納米氧化鋁結晶粉末。(3)無機鹽+尿素均相沉淀體系以活性氯化鋁(AlCl3·6H2O)和氯化氨水(NH4OH)產物為主要研磨原料，采用快速、高強度的化學機械研磨混合液相化學沉淀研磨方法在各種室溫、常壓下進行研磨配制出一個小粒徑(厚度平均2nm)的透明無色穩定型活性氫氧化鋁結晶納米粉體。經9O0℃的高溫焙燒，獲得多相離子共存的一種納米級二氧化鋁。2.2.2溶膠-凝膠法該工藝已廣泛應用于納米氧化劑的制備與加工。采用無機鋁鹽或鋁醇鹽進行水解聚合，得到一種均一的氫氧化鋁溶膠，經干燥、濃縮、穩定后，將其置于膜內，經不同加熱處理環境的高溫烘烤，可以得到具有不同晶體結構的納米氧化鋁。在溶膠固化過程中，溶液pH值、相應濃度、溫度和反應時間是影響溶膠固化過程的主要因素。通過改變生產工藝，可以制備出具有較小顆粒尺寸和較窄分布的納米材料，并能根據工藝條件獲得多種形狀的產品。2.2.3微乳液法這種控制方法的基本原則是，通過將兩種不同的乳狀溶液中的一種進行微量的混合，分散到另一種液體中，最后形成一種乳狀液，并利用乳狀液的微量液體的滴注形式，將其用作微分子反應器，從而控制不同的乳狀粒子的外觀形狀、粒度、結構和化學成分。其應用領域包括：制備微細納米乳液的混合系統、氫氧化鋁聚酯的制備、制備和兩種復合系統。在攪拌和混合后，先用大量的超聲波快速攪拌，形成一種微納米型的、透明的乳狀物，在高速攪拌的同時，迅速加入大量的氨氣，使其具有極高的吸收性。整個生產過程要經過長時間的嚴密監控，很難在現代工業中實現。2.2.4水熱合成法該技術是一種將無機或有活性的有機物與水在100~350℃之間的高溫高壓下發生化學反應，并以不同的方式發生化學反應。通過脫水、過濾、洗滌、干燥等方法，可以制備出一種新型的納米無機材料。2.2.5相轉移分離法該方法的固體制粒法的基本原則是：先從納米空氣中迅速轉移到納米油相中，然后將其壓縮脫水，在納米油相涂料上加熱，使溶解物在高溫下被加熱，從而得到納米氫氧化鋁。2.3氣相法2.3.1化學氣相沉積法在這種情況下，A1C13溶液會產生一個非常高的電壓，該電壓可以很好地避開電子熱力學，而且可以準確地計算出它的溫度，它會與大量的氧氣體發生反應，從而產生大量的惰性結晶。在高溫下，這些細小的晶體會不斷的熔化，最終變成細小的粒子；當熱風逐漸向某些低溫干燥區域流動時，粒子會慢慢融化、長大，晶核的聚集和融化后的移動也會隨之而止；最終，在一年的時間里，將會在物料收集室中形成晶體粉末。2.3.2激光誘導氣相沉積法一種由霓虹燈、砷、氙氣組成的激光器驅動的儀器，它可以向一種叫做“電子轉動”的單元提供一定的能量和頻率，然后把它集中到一個鋁制的靶子上，通過加熱使其融化，變成鋁制的靶材。本發明是一種大規模的熱-催化工藝，它主要用于對化學反應進行加熱的大規模的激光加工，需要在較高的溫度下進行快速的加熱，而在較高的溫度下，反應的氣體不會停留在較高的溫度下進行加熱，從而可以快速地進行反應，并且在反應之前和在加熱期間，由原料和其它各種化學反應氣體直接加熱，從而減少了反應過程中的空氣污染。2.3.3等離子氣相合成法這些方法大致可分為：直流電、高頻、高頻電弧、高頻電弧處理、高頻電弧法和復合高頻電弧處理。直流電弧等離子化過程中，電弧之間的溫度較高，使電極發生熔融和汽化。高頻等離子體法存在著能源利用率低下、反應產品化學穩定性差等問題。復合直流等離子法的主要特點是將上述兩種工藝技術進行交互結合，使得系統在生產過程中無需再采用直流電弧，從而避免了由于電極主體中的化學成分被迅速溶解或加熱蒸發而導致的其它化學雜質直接從產品中導入；同時，直流、高頻等離子體的直流電弧和光束也能有效地避免由于其它電子材料的直接腐蝕和其它材料的直接撞擊而對該系統的元件產生直接的影響，因此，可以使該制造系統具有較好的純度、制備率和處理運行效率。3納米氧化鋁的應用3.1陶瓷材料就當下來看，氧化陶瓷材料的綜合利用性能主要表現在化學平衡、穩定性、機械性能和耐熱性能等方面，是當今陶瓷材料中應用最廣泛的納米級氧化鉛材料，它可以提高陶瓷材料的初始性、增強陶瓷材料的韌性、提高陶瓷材料超強塑性、改善陶瓷材料的多種性能。人們尤其需要注意的是，在納米氧化陶瓷制品中，具有較低的燒結溫度、高初性以及高強度的特性。何佳等研究人員較系統地研究了納米氧化鉛陶瓷的制備技術，并將其與其它傳統的納米氧化鉛陶瓷的工藝及方法進行了比較。趙軍等采用不同摻量的納米氧化鍋，對氧化劑的機械性能進行了實驗研究。3.2材料表面防護具有優異特性的表面保護涂層納米材料是一種新型的、輕盈的、透明的、具有良好的表面強度、耐腐蝕性和耐磨損的特性，可以直接噴涂在具有良好彈性的合金、金屬、陶瓷和其他塑料表面上，大大提高和改進了表面的強度、耐腐蝕性和耐磨性能，同時還可以增強對空氣、土壤和水的特殊防護效果。在代工生產中，由于管道易腐蝕，零件不易磨損，會直接造成設備的使用壽命減少，從而影響到產品的加工精度。納米氧化釜在化工行業中的各種管道設備、機械設備、工具等的表面防護中得到了廣泛的應用。3.3聚合物改性利用一種新型的金屬氧化物對多晶石錳酸鋰電池進行了多層包覆放電改性，發現在高速充電和放電周期中，電池的容量有較小的下降，只有0.06%/次的效率。利用高溫靜電催化溶液激光噴涂工藝，經過熱水浸泡和烘焙，可以獲得光觸媒。這種化學催化劑不但能使其在溶液中起到很好的脫色作用，而且能使它在溶液中的循環穩定性非常好。以九十二水基復合物硝酸鋁為原料，在200℃的水熱催化下，分別研制了一種新型的氧化鋁激光納米線和一氧化納米激光器。實驗結果表明：用發光二極管作激光光源，在ph=9的情況下，在90分鐘內完全被吸收，并進行了光分解。3.4復合材料納米三氧化二鋁是一種具有高度分散性的納米二氧化鋁，它可以用作薄膜的助流劑。它還被廣泛地用于各類高質量的噴墨印刷紙的涂料，在工業上為各類塑料印刷紙提供了崇尚光澤、優良的噴墨印刷紙質量。提高了水性涂層的熱傳導和耐磨性能；在粉狀涂層中能促進液體的流動，增加噴粉時的作用；在卷材復合物中，它是一種廣泛應用于涂層的熱傳導和抗紫外線輻射的保護劑；并可提高涂層粉末的導電率。通過使用不同的靜電摩擦傳感器或引擎來實現粉末涂層的快速施工，可以極大地加快施工粉末涂層的流動性，增加其整體正電荷攜帶和負電性，還因此使它可以大大小幅度地成為改善施工粉末涂料所需要采用的各種靜電傳感摩擦施工方法而用來快速進行粉末施工或提高涂層的流動特性。3.5吸附材料通過實驗，研究了改性后的活性氧化鋁在脫甲醛活性劑中的作用，發現其對空氣的凈化效果要比活性碳好得多。氧化鋁原料來源廣泛、價格低廉、工藝方法簡便，因此能夠大規模地用于甲醛的脫除。采用懸浮粒子浸漬法將氧化鋁分散液浸漬于微孔陶瓷基質上，通過燒結，可以得到一種新型的超濾膜。而Al2O3納米粒子的應用，則側重于催化劑的萃取和去除，另外，Al2O3NP還具有作為膜過濾和層析的功能，可以將不同的材料進行分離。除傳統的分離技術用于化合物的分離之外，膜過濾由于其在節能、運行成本和環保等方面具有潛在的應用前景而備受關注。為了改善膜的選擇性，將單分子篩（3-氨基丙基）三乙氧基硅烷接枝到氧化鋁奈米纖維上。以此為基礎，利用硅烷接枝法制備了含纖維素的殘渣和纖維素酶。另外，在HPLC中，一種修飾過的氧化鋁作為支持物，用于化學鍵合固定相。4結語納米材料是新世紀以來我國科技創新與應用領域中最具有創新性的高科技材料。相比于一般的非金屬氧化鋁材料，納米級的氧化鋁材料具有優異的耐熱、耐蝕性、硬度等優異的化學特性。在國內目前的工業市場中，納米纖維氧化鋁仍有很大的市場空間，它對我國今后的產品制造業的發展將產生重大的戰略影響。對兩種二甲基納米基二氧化鋁的生產、應用及其優點進行了較為詳盡的介紹。納米金屬氧化鋁具有較小的粒徑和較小的表面積，并具有極高的不同催化活性，與其它常見的金屬相比，其在化學和天然的化學特性上有著很大的不同。我們現在使用的納米陶瓷材料，都是用耐酸堿腐蝕的普通納米材料制作而成，而不是用水來制作，因為它們非常脆弱，如果將其他的納米材料加入到水里，那么它們的柔韌性和強度將會大大提升。現在，我們常常將很多新型的納米陶瓷材料加入到精密的納米陶瓷加工工具中。由于其表面體積較大，其技術優勢使得其在化學上得到了廣泛的應用。納米材料在全球范圍內具有獨特的納米作用，為全球許多產業、如環境、資源、經濟、能源、電子、資訊等領域提供了無限的商機與挑戰。納米氧化鋁在國內市場中仍有巨大的市場空間，它將為今后產品制造業的優勢和迅速發展提供巨大的價值。參考文獻[1]ShiraiT,WatanabeH,FujiM,TakahashiM.StructuralPropertiesandSurfaceCharacteristi