Journal of Advanced Ceramics

2025年第14卷第6期

10.26599/JAC.2025.9221080

导读

在材料科学领域，Al2O3纳米纤维凭借其独特性能，如大比表面积、出色的热稳定性与优异机械性能，在催化、过滤分离、复合材料增强以及疫苗生物医学载体等众多关键领域展现出巨大的应用潜力，成为备受瞩目的纳米材料。然而，传统制备Al2O3纳米纤维的方法存在明显短板，不仅通常依赖催化剂和添加剂，增加制备成本与工艺复杂性，而且所制备的纤维直径难以达到纳米级标准，无法满足日益增长的高性能材料需求。

为突破这一瓶颈，本研究创新性地开发出一种无需添加任何催化剂和添加剂脱合金化方法。该方法显著提升了Al2O3纳米纤维制备的经济效益与规模化潜力，有效克服了传统制备流程复杂、合成费用高昂等难题。

具体而言，研究者首先将Al和Li进行熔炼，成功获得Al-Li合金。这种合金在60 ℃加热条件下，能够直接与醇溶剂发生反应，生成Al-alkoxide纳米纤维。随后，通过精准调节煅烧温度，成功制备出多晶γ-Al2O3和单晶α-Al2O3纳米纤维。经统计，制备的γ-Al2O3纤维直径约为50-80 nm，α-Al2O3纤维直径约100-150 nm，为Al2O3纳米纤维的批量化制备及应用奠定了坚实基础。

文章亮点

(1) 在无需使用任何昂贵的催化剂或添加剂的情况下，可通过脱合金化法将Al-Li合金直接转化为有机醇纳米纤维，并通过调控退火温度可成功转化为单晶氧化铝纳米纤维和多晶氧化铝纳米纤维。

(2) 揭示了溶剂类型、加热时间和合金成分对Al-alkoxide纳米纤维形貌的影响规律并阐明了Al-alkoxide纳米纤维的生长机制。

(3) 揭示了Al₂O₃纳米纤维的晶体结构转变过程，提出了晶型调控策略。

作者及研究团队简介

孙千雯（第一作者），北京交通大学机械与电子控制工程学院材料科学与工程专业硕士研究生。硕士期间主要研究脱合金化法制备氧化铝纳米纤维的相关工作。

黄振莺（通讯作者），北京交通大学机械与电子控制工程学院教授，博导。长期从事MAX/MXenes陶瓷及其增强金属基复合材料的制备及应用特性研究。

胡文强，副教授，硕士生导师。主要从事轨道交通新材料研制与应用、氧化物陶瓷纳米线批量化制备技术、金属基复合材料、陶瓷基复合材料的设计、制备、评价及应用研究。

Cite this article:

Sun Q, Huang Z, Hu W, et al. Controllable synthesis of alumina nanofibers with tunable crystal phases via a facile and cost-effective dealloying process. Journal of Advanced Ceramics, 2025, 14(6): 9221080. https://doi.org/10.26599/JAC.2025.9221080

广而告之

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