نانو اکسید آلومینیوم چیست

نانوذرات اکسید آلومینیوم (نانوذرات آلومینا) به صورت نانو ذرات کروی یا تقریبا کروی و به شکل الیاف یا فیبرهای جهت دار یا غیرجهت دار در دسترس هستند.
خصوصیات نانوذرات اکسید آلومینیوم:
خصوصیات نانوذرات اکسید آلومینیوم، ترکیبی از خصوصیات اکسید آلومینیوم جامد و خصوصیات ویژه ساختارهای نانو هستند.
خصوصیات نانوذرات آلومینای کلوئیدی:
• قطر کم ذرات یا الیاف (۲ الی ۱۰ نانومتر)
• مساحت سطح ویژه بالا (بیشتر از ۱۰۰ متر مربع در گرم)
• نقص بالای سطح مواد و ساختار خاص نانوذرات (حجم و اندازه منافذ، درجه تبلور، ترکیب فاز، ساختار و ترکیب سطح - امکان تغییر)
ویژگی های الیاف نانوذرات اکسید آلومینیوم:
• نسبت قطر به طول حدود ۲۰،۰۰۰،۰۰۰: ۱
• درجه بالای جهت‌گیری الیاف
• فعل و انفعال ضعیف در بین الیاف
• عدم وجود منافذ سطح
• غلظت بالای سطح گروههای هیدروکسیل

تولید نانوذرات اکسید آلومینیوم

۱. آسیاب و خرد کردن ذرات پودر آلومینا با سطح نانومتر (به عنوان مثال، ۱۰ الی ۵۰ نانومتر)، به عنوان مثال، با استفاده از آسیاب گلوله ای از طریق اجسام آسیاب کننده با اندازه کمتر از ۰.۱ میکرومتر.
۲. تجزیه AlOOH یا Al(OH)۳ (آلومینیوم هیدروکسید) که از نظر شیمیایی ترکیب شده اند به اکسید آلومینیوم در دمای تجزیه ۱۷۵ درجه سانتیگراد و فشار ۵ میله ظرف مدت زمان سی دقیقه. هر چه سریعتر دمای تجزیه ترکیبات هیدروکسوی آلومینیوم فراهم شود، اندازه ذرات اکسید نانو کوچکتر میشود.
الیاف نانو آلومینا
اکسید شدن سطح برخی از آلیاژهای فلزات مایع منجر به تشکیل ساختارهای سه بعدی ناپایدار یا متخلخل می شود. برای اولین بار این اثر در سیستم آلومینیوم-جیوه مشاهده شد. این نوع الیاف در طبیعت وجود ندارند و تنها با استفاده از روش های مصنوعی قابل تولید است. بسته به روش سنتز، می توان نانوساختارهای مختلفی تولید کرد، مانند تولید آروژل از اکسی هیدروکسید آلومینیوم (AlOOH به راحتی به اکسید آلومینیوم تبدیل می شود) یا الیاف نانو اکسید آلومینیوم (Al۲O۳).

روشهای اصلی تولید نانو اکسید آلومینیوم عبارتند از:
۱. روش اکسیداسیون انتخابی آلومینیوم در سطح Ga-AI مذاب در یک فضای مرطوب با دمای ۲۰ تا ۷۰ درجه سانتیگراد (روشIPCE RAS).
۲. فناوری فلز مایع سنتز اکسید هیدروکسید آلومینیوم (AlOOH) آروژل نانوساختار از Ga-Bi و Al-Al مذاب
۳. تولید نانو اکسید آلومینیوم فیبر در سطح مذاب آلومینیوم (یک روش سنتز صنعتی توسط فناوری ANF).

مصارف نانو اکسید آلومینیوم

• جاذب (برای جذب ناخالصی های هیدروکربن از هوا؛ برای استخراج فلوئور از انواع رسانه ها (توانایی اکسید آلومینیوم به حساسیت شیمیایی یون های فلورین مورد استفاده برای تصفیه آب با افزایش مقدار فلور؛ برای بازیابی بخار فلورید هیدروژن از گازهای سوپر فسفات (مونوکلسیم فسفات) و الکترولیز) برای محلول های روشن کننده در تولید قند؛ برای به دام انداختن حلال ها؛ تصفیه جذب روغن (ترانسفورماتور اول)؛ جاذب گاز و کروماتوگرافی جذب مایع؛ برای کروماتوگرافی جذب رسوب و تبادل یونی در محلول آبی (انباشت و تبادل یونی)؛ به عنوان یک حامل بی اثر در طول کروماتوگرافی توزیع مایع).
• به عنوان یک ماده خشک کن (برای خشک کردن گازها (دهیدراسیون شدید تا نقاط شبنم ۶۰ درجه سانتیگراد به پایین)؛ حفظ و نگهداری ابزار و تجهیزات و همچنین سیستم هایی مانند دریچه های تنفسی، مخازن، ترانسفورماتورها و غیره؛ برای ایجاد فضای محافظ طی نگهداری طولانی مدت مواد غذایی و دارویی).
• سرامیک و کامپوزیت ها (از جمله فلزات کامپوزیت) - سختی بالا، مقاومت در برابر آتش و خاصیت ضد اصطکاک، ویژگی های عایق. استفاده شناخته شده در چندین محصول مانند لامپ تخلیه شعله، بستر مدارهای مجتمع، عناصر مسدودکننده شیرهای لوله ای سرامیکی، پروتزها و غیره.
• جاذب یونهای فلزات از محلول نمکی آنها، به عنوان مثال، CsNO۳ ، AgNO۳ ، Ba(NO۳)۲، Sr(NO۳)۲ ، Pb(NO۳)۲ و غیره، با امکان بدست آوردن اکسیدهای فلز در سطح الیاف در حین عمل بازپخت. • • جاذب رادیونوکلئیدها از فاضلاب نیروگاههای هسته‌ای
• ساینده (متشکل از وسیله ای برای پرداخت بسیار ریز)
• نسوز (مولفه دما بالا برای عایق بندی حرارتی)
• فیلر بی اثر (تقویت کننده)
علاوه بر این حوزه ها، نانواکسید آلومینیوم به عنوان کاتالیزور و حامل کاتالیزورها استفاده می شود. اکسید در مقیاس نانو به دلیل قطر کم ذرات یا الیاف، مساحت سطح ویژه خاص و فعالیت مرتبط با عیوب، و ساختار ویژه نانوذرات (حجم و اندازه منافذ، درجه تبلور، ترکیب فاز، ساختار و ترکیب سطح) به شدت خواص کاتالیزوری و همچنین دامنه اکسید آلومینیوم فشرده را به عنوان کاتالیزور افزایش میدهد.