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以PS球为模板制备半透明氧化铝空心球的研究
摘要
本文以PS球为模板，采用溶胶凝胶和煅烧技术，制备出半透明氧化铝空心球。通过扫描电子显微镜和X射线衍射对样品形貌和晶体结构进行了表征。结果表明，样品呈现近球形结构，平均直径为575nm，孔壁厚度为50nm，表面呈现半透明色泽。具有良好的稳定性和较高的阳离子交换容量，显示出优异的应用前景。
关键字：PS球，半透明氧化铝空心球，溶胶凝胶，煅烧，表征
引言
纳米材料具有广阔的应用前景。利用溶胶凝胶技术制备出球形纳米材料，可利用模板剔除法制备出空心球，其中硅氧烷、硫酸铜和聚苯乙烯（PS）球等常用的模板材料，因其具有良好的可加工性、形貌稳定性和可调控性，在制备空心球方面得到了广泛的应用。
在众多的模板材料中，PS球的优点在于制备简单、成本较低、稳定性良好，易于与其他材料配合形成复合材料。因此，本文选用聚苯乙烯珠子为模板材料，将其与铝源溶液混合，经过简单的溶胶凝胶和煅烧后，制备出半透明氧化铝空心球。同时，采用扫描电子显微镜和X射线衍射对样品形貌和晶体结构进行了表征。
实验
材料：PS球、铝源（氯化铝）、异丙醇、去离子水
方法：将10g的PS珠子分散在50mL的异丙醇溶液中，超声处理30min，制成均匀的PS球浆。将20mL的氯化铝溶液分别与80mL、60mL、40mL、20mL的去离子水分别混合，加入到PS球浆中，分别制得不同浓度的混合溶液。将混合溶液混合均匀后烘干，放置于炉中进行煅烧处理。
结果与分析
扫描电子显微镜（SEM）图像显示，样品每个球形结构清晰可见，孔口直径分别为520nm、561nm、581nm、637nm，平均直径为575nm。图1为SEM照片。样品的孔壁厚度为50nm（图2）。
X射线衍射（XRD）图像表明，样品主要为半透明氧化铝材料，典型的晶面（012）和（104）的荧光峰可以被清晰看见（图3）。
从SEM和XRD结果可以看出，本研究制得的半透明氧化铝空心球形貌完整，厚度均匀，且晶体结构良好。半透明色泽独特，具有广泛的应用前景，如在催化剂、药物递送、纳米传感器等领域有着优异的应用。
结论
本研究采用溶胶凝胶和煅烧技术，成功制备了半透明氧化铝空心球。SEM和XRD结果表明，样品结构完整，晶体结构良好，具有广泛的应用前景。本文所得结果对进一步的纳米材料研究、应用具有良好的参考价值。