纳米氧化铝粉体尺寸介于1-100 nm之间，20世纪80年代中期H.Gleiter等首次制得，随后经过广泛研究，对纳米氧化铝的认识不断加深，发现它除了具有纳米效应外，还具有表面积非常大、表面张力极大、颗粒间的结合力非常大、对光有强烈的吸收能力、熔点低、化学活性强，易发生化学反应、低温时几乎没有热的绝缘性等特性。

图一 纳米氧化铝SEM图

氧化铝存在多种晶型，不同晶型的纳米氧化铝还具有各自的特点和应用领域。纳米 γ-Al2O3 比表面积大、活性高，可以显著提高催化效果，广泛用于高效催化领域，国内外已被广泛用作汽车尾气催化剂、石油炼制催化剂、加氢和加氢脱硫催化剂等的载体；β-Al2O3 具有快离子导电性能，烧结体可以用于制备电池； α-Al2O3 可以制备高强度、高硬度、高韧性、高机械强度的陶瓷件，如切削工具、模具、磨料等。

图二 α-Al2O3晶体结构

纳米氧化铝由于表面效应、量子尺寸效应、体积效应、宏观量子隧道效应的作用而具有良好的热学、光学、电学、磁学以及化学方面的性质，因此它被广泛用于传统产业（轻工、化工、建材等）以及新材料、微电子、宇航工业等高科技领域，如下表所列，随着科学技术的迅猛发展，纳米氧化铝的应用领域会得到更大地拓宽，市场需求量也会日益增大，应用前景非常广阔。

表一 钠米氧化铝的应用

图三 纳米氧化铝的应用

纳米粒子的优异性能，很大程度上取决于颗粒粒径的大小。因此如何颗粒小，克服纳米化而导致的颗粒团聚现象无疑是纳米材料性质稳定、功能发挥的关键，目前已有不少制备方法能解决上述问题。到目前为止，国内外对于纳米氧化铝的 制备方法总体上可以分为三大类，即气相法、液相法和固相法。

1、固相法

固相法可分为燃烧法、热解法和非晶晶化法。燃烧法是将铝粉直接燃烧而得到的微细氧化铝的方法；热解法是将铝盐经过热分解反应，再经研磨，从而得到氧化铝的纳米粒子。非晶晶化法是先制备非晶态的化合态铝，然后经过退火处理，使非晶晶化。由于非晶态在热力学上是不稳定的，在受热或辐射条件下会出现晶化现象，控制适当的条件可以得到氧化铝的纳米晶。

2、气相法

气相法是利用各种方式将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理或化学变化，在冷却过程中凝聚长大形成超微粉的方法。

2.1激光诱导气相沉积法

激光诱导气相沉积合成技术主要是利用激光产生高温环境，使得反应物在瞬间发生反应，产生超微粒的小胚胎。然后这些小胚胎会长大，当离开激光照射区时被快速冷却而停止生长，形成微粉进入收集器，最后进行相应的处理，即可得到纳米粉体。

2.2等离子气相合成法

铝盐在阴阳极板之间形成的等离子气体气氛下，与空气发生氧化反应，形成氧化物。然后，对产物进行快速冷却，使其形成微小颗粒即纳米氧化铝。最后，对其进行收集。

2.3化学气相沉积法

化学气相沉积是氯化铝在远高于临界反应温度的条件下，使反应物蒸气形成很高的饱和蒸气压，自动凝聚形成大量的晶核，生成的固态物质沉积在加热的固态基体表面，最终在收集室内得到纳米氧化铝。

3、液相法

液相法是目前实验室和工业上广泛采用的制备超微粉的方法。其过程是把铝盐配制成一定浓度的溶液，再选择一种合适的沉淀剂或用蒸发、升华、水解等操作将金属离子均匀沉淀或结晶出来，最后将沉淀或结晶物脱水或者加热分解制得超微粉。液相法可分为沉淀法、溶胶-凝胶法、溶液蒸发法以及微乳液反应法。

3.1沉淀法

沉淀法是在原料液中添加适当沉淀剂，使得原料液中的铝离子形成各种形式的沉淀物，然后经过滤、洗涤、干燥，加热分解等工艺过程制得。沉淀法又可分为直接沉淀法、均匀沉淀法和水解沉淀法等。

3.2溶胶-凝胶法

此法又称胶体化学法，是利用醇铝盐或无机铝盐的水解和聚合反应制备氢氧化铝均匀溶胶，再浓缩成透明凝胶，凝胶经抽真空低温干燥可得氢氧化铝的超微细粉，在不同的热处理条件下锻烧，可得不同晶型的纳米氧化铝。其中控制溶胶凝胶化的主要参数为溶液的PH值、溶液浓度、反应温度和时间等。

3.3溶液蒸发法

此法分为喷雾热解法和冷冻干燥法。即把溶液制成小滴后进行快速蒸发从而使组分偏析最小，再经过加热分解制得纳米微粉。喷雾热解法是将可溶性铝盐硝酸铝、碳酸铝按等溶液用喷雾器喷入到高温的气氛中，溶剂的蒸发和铝盐的分解 同时迅速进行，从而制得氧化铝粉末。冷冻干燥法是将铝盐溶液喷雾到低温有机溶剂中，使其迅速冷冻，然后在低温减压条件下升华脱水，最后再加热分解得氧化铝微粉。

3.4微乳液反应法

一般情况下，我们将两种互不相溶液体在表面活性剂作用下形成的热力学稳定、各向同性、外观透明或半透明、粒径1-100 nm的分散体系称为微乳液。Maston等用超临界流体-反胶团方法在AOT-丙烷-H₂O体系中制备Al(OH)₃ 胶体粒子时, 使一种反应物在水核内，另一种为气体，将气体通入液相中，充分混合使二者发生反应而制备纳米颗粒。具体方法是采用快速注入干燥氨气 的方法得到球形均分散的超细Al(OH)₃ 粒子。

 作者：谷雨