Tổng hợp alpha oxit nhôm siêu tinh khiết bằng kỹ thuật nhiệt phân phun siêu âm

Nhu cầu về bột oxit nhôm có độ sạch cao và kích thước hạt nhỏ ngày càng tăng vì nó là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp sản xuất chất bán dẫn, các thiết bị quang học (đèn LEDS, đèn Laser, đèn Natri cao áp), làm đế cho các con chip điện tử, các bo mạch điện tử (IC);...Bài viết đưa ra phương pháp tổng hợp oxit nhôm siêu mịn, độ sạch cao theo kỹ thuật nhiệt phân phun siêu âm. Kết quả nghiên cứu mở ra một hướng mới trong tổng hợp vật liệu vô cơ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp alpha oxit nhôm siêu tinh khiết bằng kỹ thuật nhiệt phân phun siêu âm Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 30, số 2A/2024 TỔNG HỢP ALPHA-OXIT NHÔM SIÊU TINH KHIẾT BẰNG KỸ THUẬT NHIỆT PHÂN PHUN SIÊU ÂM Đến tòa soạn 15-05-2024 La Thế Vinh*, Phan Văn Hòa, Vũ Thị Tần Trường Hóa và Khoa học sự sống, Đại học Bách khoa Hà Nội *Email: vinh.lathe1@hust.edu.vn SUMMARY SYNTHESIS OF ULTRA HIGH-PURITY ALUMINA α-Al2O3 USING ULTRASONIC SPRAY PYROLYSIS TECHNIQUEAlumina is an inorganic material, depending on it’s tructures and purities so that it is widely used intechnical ceramics, catalysts, catalyst supports, ion exchange, bioceramics and other fields. Themicromorphology of alumina determines its application in high technology and value-added industry and itsdevelopment prospects. This paper gives the new method to synthesize ultra high-purity alumina α-Al2O3(99.9%) using ultrasonic spray pyrolysis technique from aluminium nitrate solution. The study ofmicroscopic images, mapping analysis, and XRD patterns revealed that the alumina was separatedspherical particles with a thin layer ball-shaped structure that metal oxide was uniformly distributed in thewall of hollow sphere particles and average size about 800-900 nm.Keywords: high-purity alumina, ultrasonic spray pyrolysis technique, hollow sphere particles1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nguyên lý tổng hợp vật liệu bằng kỹ thuật nhiệt phân phun siêu âm dựa trên quáNhu cầu về bột oxit nhôm có độ sạch cao trình chuyển hóa dung dịch muối tiền chấtvà kích thước hạt nhỏ ngày càng tăng vì từ dạng lỏng sang dạng aerosol (sol khí)nó là nguyên liệu quan trọng trong công bằng các tác nhân cơ học, khí lực họcnghiệp sản xuất chất bán dẫn, các thiết bị hoặc sóng siêu âm, sau đó dưới tác độngquang học (đèn LEDS, đèn Laser, đèn nhiệt (trong lò nung hoặc buồng lửa) loạiNatri cao áp), làm đế cho các con chip bỏ dung môi từ các hạt aerosol và xảy rađiện tử, các bo mạch điện tử (IC), làm lá phản ứng phân hủy hợp chất muối bancách cho pin ion Lithium, sản xuất gốm đầu của kim loại thành vật liệu có cấu trúcdùng trong y học (làm xương và khớp siêu mịn. Khi sử dụng công nghệ sóngnhân tạo), chất phân cực trong màn hình siêu âm thì các hạt aerosol được tạo nêntinh thể lỏng, sản xuất gốm mờ, thủy tinh do quá trình hình thành các bong bóng khítrong suốt cho mặt kính đồng hồ, vật liệu từ trong lòng khối dung dịch dưới tácgốm chịu ăn mòn và mài mòn cao, vật động của sóng âm thanh tần số rất cao (cỡliệu xúc tác và hấp phụ, vật liệu chịu lửa, hàng triệu Hz), sau đó các bong bóng khícác loại sensor khí...[1-7]. này nổi lên bề mặt dung dịch, tiếp tục bị 116vỡ ra thành các hạt aerosol kích thước rất 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUnhỏ ở dạng bọt khí với màng mỏng hoặc 2.1. Hóa chất và dụng cụgiọt dung dịch đặc (hình 1). Các hạtaerosol dạng bọt khí sau đó sẽ dễ dàng - Al(NO3)3.9H2O (PA, Trung Quốc)bay lên trong không khí, trong khi các - Máy tạo sương siêu âmgiọt đặc chủ yếu rơi trở lại bề mặt dung - Máy sục khí: lưu lượng khí max =dịch. 16L/ph; 220-240V; tần số 50/60HzBài báo đưa ra phương pháp tổng hợp oxit - Cân phân tíchnhôm siêu mịn, độ sạch cao theo kỹ thuậtnhiệt phân phun siêu âm. Kết quả nghiên - Lò nung ống có chiều dài 40cmcứu mở ra một hướng mới trong tổng hợpvật liệu vô cơ. Hình 1. Sơ đồ quy trình tổng hợp oxit nhôm theo phương pháp nhiệt phân phun siêu âm- Ống cao nhôm: dài 45cm và 120cm, 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2Ođường kính trong 3.5cm, dày 0.5cm. ...