α-Al2O3，又称刚玉。高纯度高比表面积的α-Al2O3纳米颗粒由于其独特的应用场景长期以来备受关注。
1）在汽车尾气净化催化剂领域，目前常规使用的载体是γ- Al2O3，由于其力学稳定性较差，容易需要进行进行基底修复。如果采用具有更高力学性能的α-Al2O3纳米颗粒作为载体，可以大幅提高汽车尾气净化催化剂的使用性能。尤其是当汽车尾气中有水存在的时候，其具有更高的水热稳定性。
2）在合成氨催化剂领域，α-Al2O3纳米颗粒的存在可以使催化活性提高三倍。
3）在陶瓷领域，α-Al2O3纳米颗粒可以在更低的烧结温度的情况下，大幅度提高陶瓷的强度和密度。
考虑到这么多吸引人的应用，科学家从未停止对α-Al2O3纳米颗粒的追逐。理论上而言，通过对前体的晶粒尺寸和羟基化程度进行调控，可以实现比表面积达到100-200 m2 g-1 ，然而，现实结果并不能令人满意。
2019年10月25日，德国马普煤炭所Amol P. Amrute和Ferdi Schüth等人在Science发表论文指出，他们通过一种非常简单的机械球磨的方法，可以从γ-AlOOH制备得到尺寸~13 nm，比表面积高达140 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒。也就是说，其核心亮点在于：1）简单的方法；2）高比表面积的产品；二者缺一不可。可是，文章引言中提到一句：在此之前，还没有方法能实现比表面积超过100 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒的合成。（建议大家根据原文，联系上下文阅读）2020年5月29日，兰州大学李建功教授在Science发布Comment文章。文章主要质疑两点：1）比表面积高达100 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒早已问世。2）该文章所得到的α-Al2O3可能并非所说的13 nm，而是30-300 nm的多孔聚集体。第一个质疑，是因为2015年，2016年以及2018年多年来，李建功教授团队通过多种方法，成功合成了比表面积高达161-253 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒。第二个质疑，是因为TEM图片中并没有看到尺寸为13 nm左右的单个纳米颗粒，这些α-Al2O3主要以多孔聚集态的形式存在，规范上来说是不能称之为13 nm纳米颗粒的，而应该称为30-200 nm的α-Al2O3多孔聚集体。以上为透射电镜图对比，一看便知。左图为被质疑文章所称的~13 nm的α-Al2O3纳米颗粒TEM；右图为李建功团队制备的3.3 nm左右的α-Al2O3纳米颗粒TEM。针对兰州大学李建功教授团队的质疑，原文作者也给出了回应。总体来说就是：多谢您的质疑，该引用的我们补充引用了。但是您的观点，恕我们不能接受！作者首先指出，质疑中提到的几篇论文，确实是应该引用而漏引用了。因为文献浩如烟海，加上研究领域不同，确实没有查到，现在我们已经更新加入到参考文献中。对于质疑1：比表面积高达253 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒早已问世。1）我们并没有特别强调说，比表面积超过100 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒之前无法实现。我们的重点在于强调，合成比表面积超过100 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒的困难重重，而不是从未实现过。2）我们在论文中很明显的提出，有长期以来就存在的方法已经能够实现比表面积达到150 m2 g-1的高纯度α-Al2O3纳米颗粒，可是方法上存在许多需要改进之处。3）对于论文中没有提到的，李建功教授团队提出的3篇论文中的方法，其技术相比本技术而言，实际合成难度相对较高，在技术可行性上并不是很受人待见。对于质疑2：该文章所得到的α-Al2O3可能并非所说的13 nm，而是30-300 nm的多孔聚集体。1）为了在研磨或球磨后，直接观察样品。所以TEM样品制备是通过在网格上撒上干燥的样品来实现，这样就难免看到的是聚集态，但它们本身肯定不是200 nm的聚集体。2）为了验证以上说法，我们通过乙醇分散后制备样品的方法，重新考察了样品的尺寸。TEM显示，高度分散的α-Al2O3纳米颗粒尺寸在3-30 nm之间。作者进一步指出，想要得到更加高度均匀和高度分散的TEM图像，并不是难事，我们只需要降低样品在乙醇中的浓度，并通过超声和离心等策略来筛选自己想要的样品就好了。但是，这个处理过程可能导致无法获得最真实的图像，只能得到一小部分样品的信息。3）最后，作者强调：我们是在球磨后（或球磨样品的轻度煅烧后）直接分析材料，并且未通过后处理方法分离出较大的纳米颗粒，也没有选择性地从酸性溶液中收集尺寸更小更均匀的纳米颗粒。无论如何，科研需要更多的质疑和更多的对话，才能更好的向前发展。在科学面前，没有什么权威！1. Amol P. Amrute et al. High-surface-areacorundum by mechanochemically induced phase transformation of boehmite. Science2019, 366, 485-489.2. Jiangong Li et al. Comment on“High-surface-area corundum by mechanochemically induced phase transformationof boehmite”. Science 2020, 368, eabb0142.3. Amol P. Amrute et al. Response toComment on “High-surface-area corundum by mechanochemically induced phasetransformation of boehmite”. Science 2020, 368, eabb0948.
