傳統(tǒng)的納米氧化鋁制備方法包括液相法、氣相法,、固相法,，這些方法的制備成本比較高，而以高嶺土作為原材料來制備納米氧化鋁,，不僅可以提取大量的白炭黑,，還可以提高高嶺土資源利用率，實(shí)現(xiàn)高嶺土深加工,，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,。

當(dāng)前，高嶺土制備納米氧化鋁技術(shù)在細(xì)度,、純度等方面還需要進(jìn)一步改進(jìn),，通過分析其工藝技術(shù)參數(shù),，加快對(duì)高嶺土制備納米氧化鋁技術(shù)的研究。

高嶺土質(zhì)軟,、白度高,，具有良好的電絕緣性、粘結(jié)性和可塑性,，很容易分散懸浮在水面上,，并且具有較高的耐火性、陽離子交換量低,、抗酸溶性好等理化性質(zhì)，被廣泛地應(yīng)用在國防,、醫(yī)藥,、涂料、化工,、橡膠,、陶瓷、造紙等行業(yè)中,，還應(yīng)用在宇宙飛船和航天飛機(jī)的耐高溫瓷器件中,。

高嶺土主要由疊片狀、管狀,、微小片狀,，粒徑小于2μm埃洛石、珍珠石,、地開石,、高嶺石等簇礦物，結(jié)構(gòu)式為Al₄[Si₄O₁₀]（OH）S,，多水高嶺石和高嶺石是主要的礦物成分,，并且高嶺土中包含微量的MgO、CaO,、Na₂O,、K₂O，少量的TiO₂,、Fe₂O₃,，大量的SiO₂、Al₂O₃等,。

納米氧化鋁粉粒徑尺寸處于1～100nm,，其不僅具有納米效應(yīng)，而且具有較強(qiáng)的化學(xué)活性和光吸收能力,，顆粒間結(jié)合力較大,、熔點(diǎn)低,、表面張力大、表面積大,，在一定條件下很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，在低溫狀態(tài)下不具有熱絕緣性。同時(shí),，納米氧化鋁內(nèi)部含有多種晶型,，納米氧化鋁的晶型不同，其特點(diǎn)也不同,。

α-Al₂O₃可用于制備高機(jī)械強(qiáng)度,、高韌性、高硬度,、高強(qiáng)度的陶瓷件;β-Al₂O₃具有良好的離子導(dǎo)電性,，可用于電池制備;γ-Al₂O₃的活性高、比表面積大,，被廣泛用作加氫脫硫和加氫催化劑,、石油煉制催化劑、汽車尾氣催化劑等,。

納米氧化鋁液相傳質(zhì)需要的能量較小,，燒結(jié)溫度相對(duì)較低，這使得納米氧化鋁燒結(jié)制品的氣孔率較低,，可用于制備激光窗口,、高壓鈉燈管、透明陶瓷等,。

高嶺土中含有大量的二氧化硅,、氧化鋁等化學(xué)成分，使用高嶺土來制備氧化鋁,，首先分離高齡土中的鋁和硅,，形成二氧化硅、硅化物或者鋁鹽,，分離過程中鋁氧鍵,、硅氧鍵、氫鍵斷裂,，鋁離子,、氧離子、硅離子之間組合形成新鍵,，整個(gè)高嶺土結(jié)構(gòu)被破壞,。結(jié)合硅、鋁分離過程中使用的不同反應(yīng)劑，可以分為堿熔法和酸熔法,。

3.1堿熔法

堿熔法也稱為拜耳法,，主要用于制備工業(yè)化氧化鋁，這種方法必須使用鋁硅比例較高的高嶺土,。堿熔法制備氧化鋁主要是利用鋁酸鈉溶液酸化,，制備過程中得到溶膠或者沉淀，經(jīng)過煅燒,、干燥,、洗滌等工序得到氧化鋁。在運(yùn)用這種方法時(shí),，凝膠和沉淀物的煅燒條件,、干燥洗滌方法、膠溶劑選擇,、酸化添加量,、雜質(zhì)成分、鋁酸鈉溶液濃度等直接影響著氧化鋁的性能,。

3.2酸熔法

酸熔法是指在高溫條件下高嶺土和活性強(qiáng)的酸性氧化物,、有機(jī)酸或者無機(jī)酸發(fā)生反應(yīng),，在H⁺作用下,，高嶺土中的鋁氧鍵、硅氧鍵發(fā)生斷裂,，和其他離子組成新鍵,，生產(chǎn)二氧化硅和可溶性鹽。堿熔性方法制備的氧化鋁含有大量的鈉離子,，影響了高純度氧化鋁生成,，而通過酸溶性方法制備氧化鋁，其鈉離子含量明顯降低,，雖然成本相對(duì)較高,，操作工藝更加復(fù)雜，但是低鈉酸法氧化鋁具有更廣泛的市場(chǎng)前景,。 

第一，使用堿或者酸和高嶺土中的硅,、鋁等化學(xué)成分發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)不可溶性物質(zhì)和可溶性物質(zhì),，將鋁和硅分離;

第二，以鋁,、硅分離得到的可溶性堿式鹽或者酸式鹽為原材料,，運(yùn)用納米技術(shù)，最終制備納米氧化鋁。

但是,，當(dāng)前高嶺土制備納米氧化鋁主要以下兩個(gè)問題：

第一,，高嶺土中的雜質(zhì)礦物質(zhì)較多，其品質(zhì)受到影響,，加大了浸出液提純難度;

第二,，普通堿熔或者酸溶條件下，高嶺土殘?jiān)械难趸X含量非常高,，鋁浸出率較低,，這就導(dǎo)致高嶺土中鋁含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于浸取液中鋁含量，使得高嶺土制備納米氧化鋁成本較高,。

當(dāng)前,，我國專家學(xué)者長期分析和研究對(duì)高嶺土進(jìn)行無機(jī)酸處理，然后再制備納米氧化鋁,，但是仍然存在一些問題,，一方面對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，另一方面操作過程中容易自燃,，不能用于工業(yè)化生產(chǎn),。

以碳酸氫銨和鋁酸鈉溶液為原料，通過碳酸鋁銨熱解法和勃姆石凝膠法,，碳酸鋁銨熱解法是一種常見的沉淀法,，向鋁酸鈉溶液中添加適量的HCl，生成AlCl₃溶液,，添加碳酸氫銨溶液,，產(chǎn)生碳酸鋁銨沉淀，經(jīng)過洗滌,、干燥,、煅燒等工藝后，產(chǎn)生納米氧化鋁,。

勃姆石凝膠法是在鋁酸鈉溶解中添加碳酸氫銨,，使AlO₂發(fā)生水解，生成Al（OH）₃沉淀,，然后添加適量的稀硝酸,，生成AlOOH溶膠，然后經(jīng)過脫水得到凝膠,，再通過干燥,、老化、洗滌等工藝得到勃姆石干凝膠,，粉碎煅燒以后得到納米氧化鋁,。 　　

5.2性能表征

由MAX-IIIC全自動(dòng)X射線衍射儀（管電流為30mA,，管電壓為40kV，λ=1.5433）獲得納米氧化鋁的X-Ray衍射花樣,，由FT-IR5700NICOLET智能型傅里葉紅外光譜儀得到不同溫度下三氧化二鋁的FT-IR花樣和前驅(qū)體,，由H-600型電子顯微鏡觀測(cè)納米氧化鋁的顆粒尺寸和形貌。

5.3結(jié)果分析和討論

5.3.1煅燒溫度對(duì)氧化鋁浸取率的影響,。

高嶺土經(jīng)過煅燒后,，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，可以增大高嶺土活化能,，加快氧化鋁酸溶,。高嶺土晶態(tài)結(jié)構(gòu)隨著煅燒溫度不斷升高轉(zhuǎn)化為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，分析可知氧化鋁浸取率在700℃時(shí)達(dá)到最高,。