CN112374515A - 一种使用双组份成核剂制备的α-氧化铝材料及其制备方法、成核剂 - Google Patents

一种使用双组份成核剂制备的α-氧化铝材料及其制备方法、成核剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种使用双组份成核剂制备的α‑氧化铝材料及其制备方法、成核剂。所述α‑氧化铝材料由α‑氧化铝前驱体与成核剂混合灼烧制备，所述成核剂由第一成核剂前体和第二成核剂前体混合研磨而得。

Description

一种使用双组份成核剂制备的α-氧化铝材料及其制备方法、 成核剂
技术领域
本发明涉及一种使用双组份成核剂在低温下制备的α-Al2O3材料及成核剂的制备方法。本发明利用成核剂前体混合球磨而得的α相Fe2O3和Al2O3两种纳米颗粒组成复合成核剂，与铝溶胶进行充分混合，使烧结相变温度降低，得到晶粒尺寸小的α-Al2O3材料。
背景技术
纳米Al2O3是一种重要的纳米材料，具有耐高温、高硬度等特性，纳米Al2O3陶瓷可以提高材料的强度、韧性和超塑性，可与高分子材料组成复合材料，提高复合材料的拉伸强度、弯曲强度及抗冲击强度。α相的Al2O3粒子具有高的机械稳定性，可作为磨料，也可以直接作为催化剂载体，提高催化活性(陈超伦，华东理工大学硕士毕业论文，2017)。
合成刚玉(α-Al2O3)纳米粒子的反应需要克服高的活化能势垒(485kJmol-1)，反应温度高于1473K才能将氧化物结构从立方密堆积转化为六方密堆积晶形。(Naouel Hezil,Mamoun Fellah,Journal of the Australian Ceramic Society,2019,Vol.55(02),1167-1175.)高温一般会导致纳米粒子尺寸增大及颗粒间的烧结，降低α相的Al2O3的相转变温度可有效降低合成的粒子尺寸。
成核剂(晶种)的加入，可使α-Al2O3的相转变温度显著降低，导致铝前驱物在向α相转化过程中的晶核密度增大，从而使得α-Al2O3的平均晶粒尺寸变小，α-Al2O3的微结构更加致密。
由于Fe(III)、Cr(III)和Al(III)具有相似的离子半径、电荷密度，并且都可形成类似的同晶半氧化物，这些金属水氧化物在较低的温度下便可转化为α相，所以，在铝溶胶中掺杂少量的Fe(III)、Cr(III)离子可降低α-Al2O3的相转变温度。通过引入此类晶种可增加无定形铝前驱物在向α-Al2O3相转变过程中的晶核数量，从而使晶粒尺寸降低(平均晶粒尺寸＜0.5μm)，α-Al2O3微结构密度＞90％(美国专利US5185299)。
理论上来讲，α-Fe2O3晶种数量越多，则形成的α-Al2O3粒径越小，但这同时可导致α-Al2O3中杂质含量增加，进而降低机械强度。α-Al2O3纳米粒子本身也可作为成核剂(晶种)引入，但单一的α-Al2O3纳米粒子成核效率不高，价格昂贵，无法得到粒径均匀的α-Al2O3纳米粒子产品。所以考虑使用复合成核剂，既可以提高成核效率，也可以降低成本。
然而，以往使用晶种时因需要先对成核剂前体进行微乳液法、溶胶凝胶法、水热法、辐射合成法、水解法、固相加热等处理进行α相转化而存在粒子团聚、晶化时间加长、产物不纯、产率低、步骤增加工序复杂等问题，使用α-Fe2O3、α-Al2O3等两种以上复合晶种时更甚(例如“固相法制备α-Fe2O3纳米粒子”，邱春喜等)。
Amol P.Amrute等发表了球磨勃姆石粒子的文章，勃姆石粒子粒径可能并不能足够小，达到成核剂要求，所以使用球磨法使之达到一定的粒径，并混合均匀，而且，在球磨过程中，铁化合物及勃姆石粒子都完成了向α相的转化，但该方法不能规模化合成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够以更简化的工艺从铝溶胶制备纯度高且粒径分布窄的α-Al2O3材料的成核剂、α-氧化铝材料及其制备方法，且能够实现批量合成。
第一方面，本发明提供一种α-氧化铝材料，所述α-氧化铝材料由α-氧化铝前驱体与成核剂混合灼烧制备，所述成核剂由第一成核剂前体和第二成核剂前体混合研磨而得。
较佳地，所述α-氧化铝材料粒径介于50-150nm之间。该粒径范围为灼烧后形成的粒径。
较佳地，所述第一成核剂前体为α-氧化铝成核剂前体，所述第二成核剂前体成分为α-氧化铁成核剂前体。
进一步较佳地，所述α-氧化铝成核剂前体包含勃姆石和/或衍生自水溶性铝盐的含铝凝胶，所述α-氧化铁成核剂前驱体包含针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、铁聚合物溶胶、磁铁矿、磁赤铁矿、氢氧化铁等至少一种的衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶或化合物中的至少一种。
较佳地，所述成核剂中Fe/Al摩尔比为1：1～100。
较佳地，成核剂相对于α-氧化铝前驱体的添加量(质量比)可为0.1～10％。
较佳地，所述α-氧化铝前驱体为铝的氢氧化物溶胶。
较佳地，所述成核剂的粒径介于10-100nm之间。
第二方面，本发明提供制备上述任一种α-氧化铝材料的方法，包括：
将第一成核剂前体和第二成核剂前体混合，通过球磨等制备双组份成核剂；
将铝溶胶等α-氧化铝前驱体与成核剂混合，灼烧制备α-氧化铝材料。
较佳地，所述灼烧温度为800-1400℃。
较佳地，所述α-氧化铝材料的纯度大于等于99％。
根据以上第一～第二方面的发明，采用复合成核剂作为晶种，将第一成核剂前体和第二成核剂前体混合研磨得到的成核剂与α-氧化铝前驱体混合灼烧制备α-氧化铝材料，可以以更简化的工艺从铝溶胶制备纯度高且粒径分布窄的α-Al2O3材料。由于球磨过程导致的中间产物γ-AlOOH表面能的增加，使铝化合物的稳定性发生改变：α-Al2O3>γ-AlOOH>γ-Al2O3，α-Al2O3成为热力学最稳定相，所以，球磨过程可以生成α-Al2O3成核剂；另外，在球磨过程中，温度有一定升高，可达100℃左右，此过程中铁化合物失水，形成最稳定结构α-Fe2O3。所以，在将第一、第二成核剂前体(前驱体)混合研磨过程中，成核剂前体、即α-氧化铝成核剂前体和α-氧化铁成核剂前体都完成了向α相的转化。而且，在不显著降低α-Al2O3材料纯度的前提下，提供更多的成核位点，降低烧结过程中相变温度，使铝溶胶的相变更容易发生，从而得到晶粒尺寸小的α-Al2O3材料。因此，可以实现以更简化的工艺从铝溶胶制备纯度高且粒径分布窄的α-Al2O3材料，可批量制备α-Al2O3纳米颗粒，该种刚玉纳米颗粒α氧化铝含量高，粒径均匀分布窄，介于50-150nm。本方法可操作性强，易于批量生产。
第三方面，本发明提供一种成核剂，其特征在于，所述成核剂由α-氧化铝成核剂前体以及α-氧化铁成核剂前体混合研磨而得，所述α-氧化铝成核剂前体包含衍生自水溶性铝盐的含铝凝胶，所述α-氧化铁成核剂前体为包含针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、铁聚合物溶胶、磁铁矿、磁赤铁矿、氢氧化铁等至少一种的衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶或化合物。
附图说明
图1为实施例1的灼烧后的试样的SEM图；
图2为实施例4的灼烧后的试样的SEM图；
图3为实施例5的灼烧后的试样的SEM图；
图4为实施例6的灼烧后的试样的SEM图；
图5为实施例7的灼烧后的试样的SEM图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本公开涉及一种双组份成核剂的制备方法以及使用该成核剂制备的α-Al2O3材料。本公开利用成核剂前驱体混合研磨而得的α相Fe2O3和Al2O3两种纳米颗粒组成复合成核剂，与铝溶胶进行充分混合，在不显著降低α-Al2O3材料纯度的前提下，提供更多的成核位点，降低烧结过程中相变温度，使铝溶胶的相变更容易发生，从而得到晶粒尺寸小的α-Al2O3材料。通过调整复合成核剂的配比以及尺寸等参数，还可以控制α-Al2O3材料的形貌及尺寸。本发明中制备的α-Al2O3材料纯度高，粒径分布窄，尺寸介于50-150nm之间。本发明方法简单易操作，可批量生产，适用于一些对氧化铝含量及粒径分布要求高的领域。
以下示例性说明本公开所述α-Al2O3材料的制备方法。采用复合成核剂作为晶种，加入自制铝溶胶，混合分散均匀后，经过凝胶化及烘干、灼烧过程。
首先，将第一成核剂前驱体和第二成核剂前驱体混合，研磨制备双组份成核剂。第一成核剂前驱体可为α-氧化铝成核剂前体，优选包含勃姆石和/或衍生自水溶性铝盐的含铝凝胶，使用球磨的方法一次性的获得粒径均匀的、小的高比表面积α-氧化铝晶种。可使用市售或自制的勃姆石成核剂前驱体。所述“水溶性铝盐”(合成α-氧化铝成核剂前驱体的原料)为可溶于水的铝盐，例如可举出硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、异丙醇铝等以及它们的水合物。例如，将可溶于水的铝盐配成一定浓度溶液，加入一定量碱性化合物作为沉淀剂，将混合物置于水热釜中，在一定温度、一定时间条件下采用水热法合成α-氧化铝成核剂前驱体。水热法合成α-氧化铝成核剂前体过程中，铝盐的浓度可为0.1～5mol/L；水热温度可为60～250℃，反应时间为1～100h。其中沉淀剂可为弱碱，例如可举出尿素、氨水、有机胺等。溶剂没有特别限定，可使用通用溶剂。可以对制得的α-氧化铝成核剂前驱体洗涤、干燥、烘干。
所述第二成核剂前驱体可为α-氧化铁成核剂前驱体，优选α-氧化铁成核剂前驱体为包含针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、铁聚合物溶胶、磁铁矿、磁赤铁矿、氢氧化铁等至少一种的衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶或化合物，从而可以和勃姆石或铝凝胶在共同球磨过程中转化为α-Fe2O3、α-Al2O3复合成核剂。本复合成核剂晶种粒径小，比表面积大，在铝溶胶中易于分散，成核效率高，弥补单一成核剂成核效率不足问题，并不会显著降低最终产品α-Al2O3产品纯度。所述“水溶性铁盐”(合成含铁化合物成核剂的原料)为可溶于水的铁盐，例如可举出氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、高氯酸铁、柠檬酸铁、草酸铁等以及它们的水合物。使用衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶、衍生自水溶性铁盐的氢氧化铁的情况下，将可溶于水的铁盐配成一定浓度溶液，在有或者没有沉淀剂存在条件下，在一定温度、一定时间条件下合成含铁化合物。合成铁化合物时铁盐水溶液的浓度可为10-6～1mol/L；反应温度可为室温～250℃；反应时间可为0.5～100h。其中沉淀剂可为弱碱，例如可举出尿素、氨水、有机胺等。溶剂没有特别限定，可使用通用溶剂。可以对制得的含铁化合物洗涤、干燥、烘干。可以将合成的α-氧化铁成核剂前驱体(含铁化合物颗粒)和α-氧化铝成核剂前驱体分别过滤分离，用例如去离子水及酒精洗涤，在一定温度下烘干。烘干温度可为室温～250℃。
将干燥后的α-氧化铁成核剂前驱体颗粒和α-氧化铝成核剂前驱体颗粒按一定比例混合，使用例如球磨方法在一定时间内制备出由α-Fe2O3和α-Al2O3混合纳米颗粒组成的复合成核剂。复合成核剂中Fe/Al摩尔比为1：1～100，优选1:10-50，从而可以达到最高的成核剂密度，提高效率并保证最终的α-Al2O3产品纯度≥99％。研磨时间可为3h以下。球磨介质可以为WC容器及WC球(3*12mm)。研磨后的成核剂的粒径尺寸介于10-100nm之间，优选10-30nm，从而可以在单位体积内提供更多成核位点，获得粒径更均匀的α-Al2O3粒子材料。可通过调控研磨时间得到对应的成核剂粒径。通过调整复合成核剂的配比以及尺寸等参数，还可以控制α-Al2O3材料的形貌及尺寸。
接着，将复合成核剂均匀分散于铝前驱体溶胶中。成核剂相对于铝前驱体溶胶的添加量(质量比)可为0.1～10％，优选1-5％，从而可以控制α-Al2O3产品粒子纯度≥99％。铝前驱体溶胶可使用铝的氢氧化物溶胶(以下，有时简称“铝溶胶”)。铝溶胶的固含量优选为5～20wt％，从而可以保证成核剂在铝溶胶中更容易分散，达到最大成核效率。可使用市售或自制的铝溶胶。加热使混合后的溶胶形成凝胶(固体凝胶)。溶胶干燥温度为室温～250℃。
接着，将有复合成核剂分散的α-氧化铝前驱体的混合物(凝胶)灼烧，制备α-氧化铝材料(将固体凝胶转化为α-Al2O3)。灼烧温度为800～1400℃，优选900～1200℃，升温速率可以为1-10/min。可以对α-氧化铝材料进行破碎(如机械冲击碾碎)，从而得到更均匀α-Al2O3粉体材料。
如上使用双组份成核剂制备的α-Al2O3材料粒径介于50-150nm之间，粒径分布窄。优选α-氧化铝材料的纯度≥99％。根据以上，在不显著降低α-Al2O3材料纯度的前提下，提供更多的成核位点，降低烧结过程中相变温度，使铝溶胶的相变更容易发生，从而得到晶粒尺寸小的α-Al2O3材料。因此，可以实现以更简化的工艺从铝溶胶制备纯度高且粒径分布窄的α-Al2O3材料，可批量制备α-Al2O3纳米颗粒，该种刚玉纳米颗粒α氧化铝含量高，粒径均匀分布窄，介于50-150nm。本方法可操作性强，易于批量生产。
使用以往的固相加热法等将上述成核剂前体原料分别制成α-Fe2O3、α-Al2O3后，再混合而作为复合成核剂也可以用于制备α-Al2O3产品。但是，如果使用本实施形态的方法，则可以抑制以往同时使用由前体制备的α-Fe2O3和α-Al2O3作为晶种时因需要先对成核剂前体进行微乳液法、溶胶凝胶法、水热法、辐射合成法、水解法、固相加热等处理进行α相转化而造成的粒子团聚、晶化时间加长、产物不纯、产率低、步骤增加工序复杂等问题，同时能够使复合成核剂尺寸小，均匀，比表面积大、易于分散。且本发明使用铝溶胶与复合成核剂配合，可以进一步充分混合，提供更多的成核位点。在较低温度的灼烧过程中快速相变，快速制备出结构致密、粒径小的α-Al2O3粒子产品。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值；
在下述实施例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均为常规试剂、常规材料以及常规仪器，均可商购获得，其中所涉及的试剂也可通过常规合成方法合成获得。
[实施例1]
以去离子水与无水乙醇混合物作溶剂(体积比为3∶2)，将质量分数分别为8.3-9.2％、1.1-1.5％的柠檬酸、硫酸亚铁加入溶剂，通过磁力搅拌溶解原料，配制前驱物，在80-85℃水浴中蒸发至获得湿凝胶，在130℃干燥获得含铁干凝胶；
将100mL的0.1mol·L-1Al2(SO4)3水溶液和20mL的2.5mmol·L-1聚乙胺/乙醇溶液加入0.5L反应釜，Al3+和聚乙胺的摩尔比为400∶1。然后，加入280mL去离子水，使反应釜内液体填充率达80％，加入1.64g尿素，将反应釜密封，置于150℃反应48h，冷却至室温后过滤，用去离子水及乙醇各洗涤3次，在60℃烘干获得含铝干凝胶；
分别称取含铁凝胶1g，含铝凝胶9g，置于球磨机中，球磨60min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为2/5，成核剂粒径为40-60nm；
将所得10g复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以5℃/min升温至950℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为120nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
图1为实施例1的灼烧后的试样的SEM图。
[实施例2]
将27g FeCl3﹒6H2O溶于1L去离子水中，搅拌中加入氨水使Fe3+完全沉淀，过滤，去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将100mL 0.5mol/L的Al2(SO4)3水溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入0.18g尿素，使液体填充率至80％，密封，于190℃反应24h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥备用；
分别称取含铁化合物0.5g，含铝凝胶8g，置于球磨机中，球磨60min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/4，成核剂粒径为20-40nm；
将所得复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以5℃/min升温至900℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为110nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
[实施例3]
将27g FeCl3﹒6H2O溶于1L去离子水中，加入尿素18g，搅拌24h，使Fe3+反应完全，过滤，去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将100mL 0.5mol/L的Al(NO3)3水溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入2g尿素，用无水乙醇填充至80％，密封，于200℃反应24h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥待用；
称取含铁化合物0.6g，含铝凝胶6g，置于球磨机中，球磨80min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/10，成核剂粒径为20-30nm；
将复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以5℃/min升温至950℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为126nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
[实施例4]
将24.2g Fe(NO3)3﹒6H2O溶于1L去离子水中，搅拌中加入氨水至铁离子完全沉淀，搅拌24h，使Fe3+反应完全，过滤，用去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将100mL 0.5mol/L的Al(NO3)3水溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入2g尿素，用无水乙醇填充至80％，密封，于220℃反应24h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥备用；
分别称取含铁化合物0.2g和含铝凝胶5g，置于球磨机中，球磨60min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/25，成核剂粒径为30-60；
将复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以5℃/min升温至1100℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为98nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
图2为实施例4的灼烧后的试样的SEM图。
[实施例5]
将24.2gFe(NO3)3﹒6H2O溶于1L去离子水中，搅拌中逐滴加入氨水，在70℃搅拌12h，使Fe3+反应完全，过滤，用去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将100mL1mol/L的Al(NO3)3水溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入5g尿素，用无水乙醇填充至80％，密封，于200℃反应24h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥备用；
分别称取含铁化合物0.6g，和含铝凝胶6g，置于球磨机中，球磨60min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/20；
将复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以5℃/min升温至1200℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为140nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
图3为实施例5的灼烧后的试样的SEM图。
[实施例6]
将24.2gFe(NO3)3﹒6H2O溶于1.5L去离子水中，搅拌中逐滴加入氨水，在70℃搅拌12h，使Fe3+反应完全，过滤，用去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将100mL 0.5mol/L的Al(NO3)3溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入1.5g尿素，用无水乙醇填充至80％，密封，于220℃反应8h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥备用；
分别称取含铁化合物0.6g和含铝凝胶4g，置于球磨机中，球磨30min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/13；
将复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以10℃/min升温至1100℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为80nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
图4为实施例6的灼烧后的试样的SEM图。
[实施例7]
将102gFe(NO3)3﹒6H2O溶于2.5L去离子水中，搅拌中逐滴加入氨水，在80℃搅拌12h，使Fe3+反应完全，过滤，用去离子水洗涤3次，在80℃烘干；
将1L0.1mol/L的Al(NO3)3水溶液置于聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，加入8g尿素，用无水乙醇填充至80％，密封，于150℃反应24h，自然降温，过滤，用去离子水及无水乙醇各洗涤3次。在60℃真空干燥备用；
分别称取含铁化合物0.1g和含铝凝胶2g，置于球磨机中，球磨30min，得到复合成核剂，成核剂中Fe/Al摩尔比为1/40；
将复合成核剂加入200g固含量为10％的铝溶胶中，搅拌混合均匀，形成悬浮液，干燥，形成干凝胶。以10℃/min升温至1050℃灼烧1h，得到α-Al2O3纳米粒子，粒径约为90nm。通过化学滴定法进行测试α-Al2O3含量，纯度大于99％。
图5为实施例7的灼烧后的试样的SEM图。

Claims (10)

1.一种α-氧化铝材料，其特征在于，所述α-氧化铝材料由α-氧化铝前驱体与成核剂混合灼烧制备，所述成核剂由第一成核剂前体和第二成核剂前体混合研磨而得。
2.根据权利要求1所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述α-氧化铝材料粒径介于50-150 nm之间。
3.根据权利要求1或2所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述第一成核剂前体为α-氧化铝成核剂前体，所述第二成核剂前体为α-氧化铁成核剂前体。
4.根据权利要求3所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述α-氧化铝成核剂前体包含勃姆石和/或衍生自水溶性铝盐的含铝凝胶，所述α-氧化铁成核剂前体包含针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、铁聚合物溶胶、磁铁矿、磁赤铁矿、包括氢氧化铁的至少一种的衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶或铁化合物中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述成核剂中Fe/Al摩尔比为1：1～100。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述成核剂相对于所述α-氧化铝前驱体的质量比为0.1～10%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的α-氧化铝材料，其特征在于，所述成核剂的粒径介于10-100 nm之间。
8.一种制备权利要求1至7中任一项所述的α-氧化铝材料的方法，其特征在于，包括：
将第一成核剂前体和第二成核剂前体混合，研磨制备双组份成核剂；
将α-氧化铝前驱体与成核剂混合，灼烧制备α-氧化铝材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述灼烧温度为800-1400℃。
10.一种成核剂，其特征在于，所述成核剂由α-氧化铝成核剂前体以及α-氧化铁成核剂前体混合研磨而得，所述α-氧化铝成核剂前体包含勃姆石和/或衍生自水溶性铝盐的含铝凝胶，所述α-氧化铁成核剂前体包含针铁矿、纤铁矿、赤铁矿、铁聚合物溶胶、磁铁矿、磁赤铁矿、包括氢氧化铁的至少一种的衍生自水溶性铁盐的含铁干凝胶或铁化合物中的至少一种。
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