Download file (1.37 MB)
Download as zip (1.14 MB)

Collection

Citation

Description:

Macroporous aluminum hydroxide monoliths with continuous hollow skeletons were fabricated through a scalable, template-free sol‒gel synthesis from metal‒salt precursors. Tuning the concentration of propylene oxide, which serves as a proton scavenger, yielded crack-free monoliths several centimeters in diameter. Scanning electron microscopy revealed a three-dimensional porous network composed of an interconnected nanoplatelet shell. The as-prepared sample exhibited a Brunauer–Emmett–Teller-specific surface area of 429 m² g⁻¹. Calcination at 500 °C converted the framework into γ-alumina while preserving the hollow architecture and a high specific surface area of 314 m² g⁻¹. Subsequent heating to 1250 °C produced α-alumina while preserving the monolithic shape and continuity of the skeletal framework; however, the hollow structure collapsed, and the surface area decreased significantly. Optical measurements showed that aluminum hydroxide and α-alumina monoliths both exhibited high total diffuse reflectance across the ultraviolet–visible–near-infrared (UV–Vis–NIR) range (400–1200 nm), comparable to Spectralon. The α-alumina retained over 90% reflectance up to 2500 nm and demonstrated excellent thermal stability. These results suggest that the fabricated monoliths could be used as diffuse reflectance reference materials.

Description:

金属塩前駆体を用いたゾル－ゲル反応により、連続的な中空骨格を有する水酸化アルミニウムのモノリス型多孔体体を作製した。プロトン捕捉剤として機能するプロピレンオキシドの濃度を調整することで、直径数cmの亀裂のない試料を得た。走査型電子顕微鏡観察により、相互接続されたナノプレートレット殻からなる三次元多孔質ネットワークが明らかになった。調製した試料は、BET比表面積 429 m² g⁻¹を示した。500 °Cでの焼成により、中空構造と314 m² g⁻¹の高い比表面積を維持したまま、骨格がγ-アルミナへ変換された。その後1250 °Cまで加熱するとα-アルミナが形成され、モノリス形状と骨格構造の連続性は保持されたが、中空構造は崩壊し比表面積は大幅に減少した。光学測定により、水酸化アルミニウムおよびα-アルミナのモノリスは、紫外－可視－近赤外領域（波長400–1200 nm）にわたって、スペクトラロンと同等の高い全拡散反射率を示すことが明らかになった。α-アルミナは2500 nmまで90%以上の反射率を維持し、優れた熱安定性を示した。この研究で得られたモノリス体は拡散反射率標準物質としての応用性が示唆される。

Rights:

• Creative Commons BY-NC Attribution-NonCommercial 4.0 International
  

Keyword: alumina, aluminum hydroxide, optical materials, optical properties, sol‒gel, porous materials, porous monoliths

Date published: 2025-09-26

Publisher: Wiley

Journal:

• Journal of the American Ceramic Society (ISSN: 15512916) vol. 109 p. 1- e70276

Funding:

Manuscript type: Publisher's version (Version of record)

MDR DOI:

First published URL: https://doi.org/10.1111/jace.70276

Related item:

Other identifier(s):

Contact agent:

Updated at: 2025-12-02 16:30:11 +0900

Published on MDR: 2025-12-02 16:29:33 +0900