[發明專利]整體型大孔氧化鋁的制備方法

無效

• 申請號: 200710060140.8
• 申請日: 2007-12-24
• 公開（公告）號: CN101200297A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 劉源;張媛;梁皓;趙存雨
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B01J32/00;B01J20/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術領域

本發明涉及一種整體型大孔氧化鋁的制備方法，屬于整體型多孔無機氧化物的制備技術。

背景技術

整體型大孔氧化物由于其具有微米至毫米級的大孔孔道、高比表面積、高阻尼性能、良好的熱穩定性、較低的介電常數等特性而備受關注，廣泛地應用于催化劑載體、吸附材料、分離材料、色譜填料、吸音和減震材料、光纖通信等領域。

目前整體型大孔氧化物的制備使用有機模板法。該方法以具有大孔結構的整體型有機高聚物為模板，制備步驟主要包括：(1)整體型有機模板的制備；(2)目標產物前驅液的制備；(3)向模板中填充前驅液；(4)焙燒脫除有機模板。關于步驟(1)中整體型有機模板的制備，要求原料廉價易得，聚合方法簡單快捷，得到的有機模板中的大孔孔徑可調。Maekawa等[Adv.Mater.2003，15(7～8)：591～596]采用濃乳液的方法制備了整體型有機模板，該方法制備的模板具有互相連通的大孔，孔道尺寸在1μm左右。但在模板制備過程中加入的表面活性劑、穩定劑和分散劑種類繁多，條件配比不容易控制，同時使用的表面活性劑和穩定劑等價格昂貴。任劍[Chin.J.Chem.2006，24(7)：955～960]等以環己烷為分散相，采用濃乳液法制得整體型聚丙烯酰胺泡沫模板，該方法制備得到的整體型有機模板的泡孔尺寸在1～2μm。但制備模板的條件不易控制，由于以環己烷為分散相，成型過程會出現體積收縮，模板形狀不好控制。

關于步驟(2)中目標產物前驅液的制備，以往文獻中均采用目標產物的醇溶膠進行填充。這種方法一方面由于醇的揮發造成的填充不均勻，導致機械強度下降；另一方面醇溶膠與有機模板潤濕性好，造成填充過量，從而導致孔道不連通，孔體積減小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種整體型大孔氧化鋁的制備方法，該方法簡單易行，制得的整體型大孔氧化鋁具有微米級互相連通的大孔孔道。

本發明是通過下述技術方案加以實現的，一種整體型大孔氧化鋁的制備方法，其特征在于包括以下過程：

(1)模板的制備

將以體積比為V(二乙烯苯)/V(苯乙烯)＝1∶3.8～4.4的苯乙烯(styrene)和二乙烯苯(DVB)為單體，加入質量為總單體質量2％～20％的表面活性劑司班80，及質量為總單體質量0.1％～2％的引發劑偶氮二異丁腈(AIBN)均勻混合后為油相。在攪拌下向油相中加水，使水相的體積分數在75％～90％，得到反相濃乳液。將濃乳液倒入模具中，50～65℃密封聚合24～48h，60～90℃干燥24～48h，得到整體型有機大孔模板。

(2)Al₂O₃水溶膠的制備

以異丙醇鋁為原料，按摩爾比為n(異丙醇鋁)/n(H₂O)＝1∶50～200將異丙醇鋁加入去離子水中，在攪拌回流下80～90℃水解反應0.5～2h，90～95℃敞口除醇1～2h，加硝酸使pH為3～4實現膠溶，90～95℃老化5～24h，得到Al₂O₃水溶膠；或以擬薄水鋁石為原料，按摩爾比為n(擬薄水鋁石)/n(H₂O)＝1∶20～50將擬薄水鋁石加入去離子水中，攪拌形成懸浮液，常溫下加硝酸使pH為3～4實現膠溶。繼續攪拌2～5h，得到穩定的Al₂O₃水溶膠。

(3)Al₂O₃水溶膠的填充

向步驟(1)制得的整體型有機大孔模板中填充步驟(2)制得的Al₂O₃水溶膠，填充后去除模板表面多余溶膠，將該整體型有機/無機復合物在60～90℃鼓風干燥12～24h。重復填充和干燥過程2～6次。

(4)模板的脫除

將步驟(3)制得的整體型有機/無機復合物以升溫速率為0.1～5℃/min升溫至600～900℃焙燒1～8h，得到整體型大孔氧化鋁。

本發明具有以下優點：制備過程簡單易行。反相濃乳液法制備整體型大孔聚苯乙烯模板，原料廉價，操作簡單。前驅液采用Al₂O₃的水溶膠，制得的整體型大孔氧化鋁具有微米級互相連通的大孔孔道，孔徑為1～50μm，如此結構的整體型大孔氧化鋁適用于作為催化劑載體、吸附材料和分離材料。可以根據需要，設計制備不同形狀大小和孔道尺寸的整體型有機模板，從而制備成不同形狀大小和孔道尺寸的整體型大孔氧化物。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制得的整體型大孔模板的SEM圖