[發明專利]一種球形磁性納米氧化鋁載體材料的制備方法

有效

• 申請號: 200810087484.2
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101279295A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 劉會洲;郎宇琪;王巧巧;邢建民
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術領域

本發明涉及一種球形磁性納米氧化鋁載體材料的制備方法。

技術背景

納米級Al₂O₃具有比表面積大、孔容大、孔分布集中和表面活性中心多，可以解決催化劑的高選擇性和高反應活性的優點，因此被廣泛應用于汽車尾氣凈化、催化燃燒、石油煉制、加氫脫硫和高分子合成方面的催化劑載體。而低溫過渡態的γ-Al₂O₃具有酸性功能，除用作催化劑載體外，還可直接用作催化劑或復合催化劑的成分，但目前使用中由于納米顆粒過小，在反應過程中難以控制，且存在著反應后催化劑分離回收較難的問題，制約了細顆粒催化劑在工業生產中的應用。細顆粒磁性催化劑和磁穩定反應技術的發展為功能化細顆粒催化劑的研究應用開辟了新的途徑。

在公開號為CN1465438A的中國專利申請中，張冠東等人提供了一種采用油中成型(內凝膠)方法制備的球形磁性氧化鋁，其主要方法為(1)采用共沉淀法制備磁性Fe₃O₄內核；(2)將已合成Fe₃O₄納米顆粒轉入預處理硅酸鈉溶液中，加酸將溶液調至一定值進行SiO₂包覆；(3)鋁片溶于可溶性鋁鹽溶液制備鋁溶膠，并與含有六次甲基四胺和尿素的混合有機胺溶液混合。將適量磁性SiO₂組分加入到上述水相溶液，超聲分散到含少量分散劑的油相中，形成油包水型液滴后，加熱體系使水相中的氫氧化鋁溶膠液滴膠凝固化；(4)經過常規水熱處理、陳化、干燥和燒結才可得到樣品。

上述專利方法的不足之處在于該法工藝復雜，經過兩次高溫培燒達到良好的孔結構，后序處理須經過水熱處理才可得到γ晶型Al₂O₃微球，而且具有顆粒粒徑較大的問題，從2～200μm不等，沒有達到超細化的要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有球形磁性納米氧化鋁載體材料粒徑較大的問題，從而提供一種超細球形磁性納米氧化鋁載體材料的制備方法。

本發明的球形磁性納米氧化鋁載體材料制備方法，包括以下步驟：

(1)制備磁性內核，所述磁性內核為表面包覆致密SiO₂層的Fe₃O₄磁性納米載體材料；

(2)向第一溶液中加入醇鋁，使得醇鋁在所述第一溶液中的濃度為0.05～0.1mol/L，醇鋁完全溶解后再向上述第一溶液中加入第二溶液，同時加入乳化劑，并充分混合，得到澄清半透明狀溶膠；所述第二溶液與第一溶液的體積比為0.5～2∶1，所述乳化劑在上述澄清半透明溶膠中的質量百分比為0.1～2％；

所述第一溶液為C3～C6醇中的一種醇或幾種醇的混合物；

所述第二溶液為C6～C8烷烴中的一種烷烴或幾種烷烴的混合物；或者為一種芳烴或幾種芳烴的混合物；或者為丙酮；

(3)按照質量比Fe₃O₄∶Al₂O₃＝3～15％向上述步驟(2)中的澄清半透明狀溶膠中加入步驟(1)制備的磁性內核，然后加入含水5～10vol％的C3～C6醇水溶液，于室溫下反應10-30min后，進行陳化、分離、洗滌和干燥；得到球形磁性氧化鋁前驅體；

所述醇水溶液與澄清半透明狀溶膠體積比為1∶10～60；

(4)將上述步驟(3)干燥所得球形磁性氧化鋁前驅體，在600～800℃培燒2～6小時，得到球形磁性Al₂O₃顆粒。

上述步驟(1)中所述的磁性內核的制備方法包括以下步驟：

a.按照摩爾比Fe²⁺∶Fe³⁺＝1∶0.5～2，配制含有Fe²⁺和Fe³⁺鹽的水溶液，在氮氣保護下，將溫度控制在50℃～100℃條件下，加入濃度為0.5～4mol/l的氨水溶液，然后將沉積出的產物分離，得到Fe₃O₄納米顆粒；