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氮化铝和氧化铝是两种性能优良、应用广泛的化合物。它们的纳米材料也因其优异的性能和广泛的应用前景而成为纳米领域研究的热点。本文用简单的设备、工艺条件制备了这两种化合物的纳米材料。
以铝和氯化铵混合粉体为原料采用直接氮化法制备了氮化铝纳米线,该方法的优点是所需设备简单、原料丰富、直接易行。研究表明,AlN纳米线为单晶六方纤锌矿结构,表面不光滑且有非晶层。氯化铵和反应过程中通入的氢气可以起到促进铝粉氮化、提高纳米线产量的作用。初步研究了铝和氯化铵的比例、温度以及升温速度对合成纳米线的影响,获得了采用该方法制备氮化铝纳米线产量相对较高的制备条件:铝和氯化铵的比例为3:1,升温速度是15℃min-1,反应温度是1100℃。
用铝和氯化铵混合粉体在氩气和氢气混合气体气氛中合成了准定向的片状氧化铝,该片状结构包含α-Al2O3和另外一种未知晶型的氧化铝。并对铝和氯化铵的比例、温度以及升温速度等因素对合成纳米结构形貌的影响做了初步研究。提出制备片状氧化铝相对较好的制备条件:铝和氯化铵的比例为3:2,升温速度是5℃min-1,反应温度是1100℃。
采用AAO模板法和碳纳米管模板法相结合的方法制备了定向氧化铝纳米线。首先使用化学气相沉积法,用乙炔作碳源在AAO模板中制备定向碳纳米管阵列,再用制备的碳纳米管阵列作模板,采用碳纳米管模板法用铝和氧化铝混合粉体制备定向氧化铝纳米线。该方法可通过制备的AAO模板的孔径以及厚度控制氧化铝纳米线的直径和长度,但制备的氧化铝纳米线是表面不光滑且有可能包有碳化铝层的多晶。