高純納米級氧化鋁被廣泛應用于半導體、航天航空、軍工及新一代通訊芯片基底等領域,是國家戰略性材料之一。目前制備高純納米氧化鋁的技術路線主要有改良拜耳法、有機純鋁水解法、化學氣相沉積法等,上述工藝均面臨著能耗高、工藝復雜、生產成本高等難題,制約了高純氧化鋁的規模化生產與產業升級,。因此,迫切需要開發一種工藝簡單、低成本的高純擬薄水鋁石制備工藝。

鋁水反應以鋁基材料和水為原料,通過可控水解反應除了主要用于制氫外,還可生成三水鋁石、擬薄水鋁石、勃姆石(γ-AlOOH)等氧化鋁水合物中間體,再根據目標產物的需求,將這些氧化鋁水合物通過高溫煅燒脫除結晶水后可以得到一系列具有優異物理化學性質、粒徑均一的氧化鋁,包括石油化工、阻燃劑、陶瓷、尾氣處理等多個工業領域中常用的為α-Al2O3和γ-Al2O3等。

氧化鋁及其水合物的相變轉化圖(來源:網絡)
由于原料中鋁是一種高活性金屬元素,不僅反應迅速,反應流程簡單,而且發生水解時能夠釋放大量的熱量,反應全程無需高溫高壓條件,因此該技術路線具有能耗低(室溫反應)、反應迅速(6-12小時)、設備簡易、投資與維護成本等優勢,為突破國內高純氧化鋁的工業生產瓶頸提供新思路。不過,在鋁水反應中,當純的金屬鋁暴露在空氣中會迅速的形成一層致密的氧化鋁保護薄膜,這層保護膜會阻礙金屬鋁與水的接觸反應,從而阻擋了鋁水反應生成含鋁化合物的進程,需要通過精確調控反應條件來控制鋁的反應,保證鋁水反應的持續、可控進行。
4月24-25日,于河南鄭州舉辦的2025年全國氧化鋁粉體與制品創新發展論壇上,粉體圈特別邀請了來自溫州大學化學與材料工程學院的葛勇杰副教授現場分享報告《基于鋁水工藝制備高純納米級氧化鋁》,屆時他將探討精確調控鋁水反應的一系列措施,構建一種可控、高效制備高純納米級氧化鋁的嶄新工藝路徑,并探討其可行性和相比傳統工藝的優勢。
報告人介紹

葛勇杰:博士,講師。主要從事功能納米材料的合成及應用,柔性光電器件的組裝,電化學催化劑的設計以及催化機理的模型構建等方面的研究,到目前為止在J. Am. Chem. Soc.、 J. Phys. Chem. C 、ACS Appl. Nano Mater.、J. Mater. Chem. A.等國際學術期刊發表SCI論文10篇,授權多項國家專利。
氧化鋁論壇會務組
作者:粉體圈
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