前驱体热解法制备氢氧化铝微粒及其表征开题报告

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1. 研究目的与意义

纳米材料既是纳米科技的先导，是未来社会发展极为重要的物质基础。利用各种纳米材料，科学家可以构建零维、一维、二维和三维等多层次、多功能的纳米体系，以及制备具有特定功能的纳米器件。随着纳米材料研究的内涵不断扩大，纳米材料的应用领域也逐渐拓宽，其中包括在信息、能源、生物医用、环境保护、国防技术等领域的应用。各国(地区)通过实施纳米科技计划，纳米材料的研发和相关技术水平不断提高，取得了许多重要成果。纳米氢氧化铝主要用于制备纳米氧化铝,无烟阻燃填料以及陶瓷添加剂等。近年来,由聚合物材料着火所引起的重大火灾呈上升趋势,聚合物材料阻燃性能越来越引起人们的重视。

2. 国内外研究现状分析

纳米科技经过多年发展，已经在国际上形成了研究开发热潮。与计算机和信息技术发展相类似，纳米科技的发展将对多个研究领域产生广泛而深入的影响，进而对社会进步产生影响。纳米材料的制备和应用及研究中所产生的纳米技术，很可能成为本世纪前20年的先导技术，带动整个纳米科技和相关产业的发展。因此，纳米材料的研究已经成为世界各国纳米技术发展中的前沿领域。由于2003年2月欧盟的WEEE和ROHS的出台,无机阻燃剂的研究更加活跃。但目前使用的无机阻燃剂颗粒一般在微米级以上,阻燃填充量大,阻燃效率不高,给加工工艺及产品性能都带来严重影响。当前的研究热点集中在利用纳米微粒本身所具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应来增强界面作用,从而改善无机物和聚合物集体的相容性,达到减少用量和提高阻燃性的目的。郭奋等对纳米氢氧化铝在低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物体系中,填充量对力学性质和阻燃性质的影响进行了研究,结果显示随ATH填充量的增加,树脂体系的断裂伸长率急剧下降,而其拉伸强度则呈先下降后上升的趋势,填充量为60%时,能够达到树脂体系力学性能与燃烧性能的最佳状态，并研究了阻燃增效剂纳米有机蒙脱土与硼酸锌对ATH/EVA纳米复合材料性能的影响。

3. 研究的基本内容与计划

　硫酸铝铵热解法是生产高纯超细氢氧化铝粉末的传统方法，其不足之处是热分解过程中会产生大量的SO2有害气体，造成环境污染，而且硫酸铝铵加热时会发生自溶解现象，这样就影响了氢氧化铝粉末的性能和生产效率。利用硫酸铝铵和碳酸氢铵之间发生均相沉淀反应，制备碳酸铝铵前驱体，然后对前驱体进行洗涤、过滤、干燥、制得纳米氢氧化铝超细粉体。在不同的反应物浓度和不同的反应温度、不同的滴定方式和不同的滴定速度等条件下，硫酸铝铵和碳酸氢铵发生沉淀反应会得到不同的前驱体产物。前驱体产物经过滤、洗涤、干燥后，可制得纳米氧化铝粉体。

4. 研究创新点

目前纳米氧化铝的制备方法研究通常是在亚微米级氧化铝制备方法基础上通过某些工艺过程的强化或优化而实现的。这些方法主要包括异丙醇铝水解法、金属铝水解法、硫酸铝铵热解法等,其中前两种方法工艺较复杂,对设备要求高;而硫酸铝铵热解法由于在高温分解过程中会产生有害的二氧化硫气体,不利于环境保护。碳酸铝铵热解法是近几年发展起来的制备氧化铝超细粉末的新方法,是对硫酸铝铵热解法的改良,其优点为在煅烧过程中不产生对环境污染严重的二氧化硫气体,不发生热分解时的自溶解现象。由于AACH在高温热解时产生的NH3、H2O、CO2气体对抑制粒子之间的团聚以及晶粒细化具有更显著的作用,因此应更适合于制备纳米级氢氧化铝超细粉末。