[發明專利]一種具有雙孔道納米孔結構的B2O3/Al2O3復合粉體及其制備方法

有效

• 申請號: 200910198285.3
• 申請日: 2009-11-04
• 公開（公告）號: CN101774534A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 劉茜;修同平;赫偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明屬無機納米材料技術領域，具體涉及一種具有雙孔道納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復 合粉體及其制備方法。

背景技術

以兩親(親水、親油)分子為結構導向劑和模板劑合成納米孔材料，是材料合成與制 備的一項突破性成果。這一重要成果給材料科學與產業界帶來了一種比表面較高，孔道尺 寸均一且可控的新型材料，其中介孔SiO₂是最典型的代表。這類納米孔材料由于具有比表 面積大，表面易于修飾改性，孔道一維或三維連通排列等特點，在工業催化領域可用于重 油的催化裂化以及酶等生物大分子的固載和生物催化；在生物醫藥領域可用于藥物包埋和 控制釋放；此外，作為吸附材料和儲氫材料也具有良好的應用前景。

早期采用傳統的溶膠-凝膠法合成的B₂O₃-Al₂O₃混合粉體在催化領域已有重要的應用， 它們不僅自身可以作為催化劑的活性中心，也可以作為催化劑的載體，負載其它催化活性 中心。當它們自身作為催化劑時，可以在環己酮Beckmann重排反應，醇類的脫水反應和烷 烴的部分氧化反應中發揮很好的催化效果。當它們作為催化劑載體時，主要是負載一些活 性金屬，可以在很多反應中得到應用，比如可以負載Re用于置換反應，負載Pt用于環己 烯的加氫反應，負載Ru用于CO加氫反應等。因此，如果可以把B₂O₃-Al₂O₃粉體制備成具有 有序介孔結構的復合粉體，那么該類粉體在催化等領域將有更廣泛的應用。然而至今為止， 關于具有孔道有序排列的納米孔B₂O₃-Al₂O₃復合粉體的成功制備尚未見公開報道，在一定程 度上限制了B₂O₃-Al₂O₃粉體的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于合成一種具有雙孔道有序排列的納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復合粉體， 并提出一種簡單、易操作、便于推廣的制備方法，以克服現有技術的不足。由該方法制備 的具有雙孔道納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復合粉體孔道尺寸均一、孔道有序，比表面積大， 可望在分離、傳感、催化等方面獲得廣泛應用。

本發明一方面，提供了一種具有雙孔道納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復合粉體，其特征在于， 所述雙孔道孔徑分布分別為：窄孔道孔徑為3.5～4.0nm，寬孔道孔徑為7.5～8nm；比表面 積為200～285m²g^-1；孔容為0.35～0.45cm³g^-1。

本發明另一方面，提供了上述具有雙孔道納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復合粉體的制備方法， 包括以下步驟：

(1)將非離子表面活性劑溶解于揮發性非水溶劑中，形成溶液A，所述非離子表面活 性劑與揮發性非水溶劑的質量比為0.05～0.1；

(2)將鋁源(I)加入到溶液A中，攪拌形成溶液B；再將鋁源(II)加入到溶液B， 攪拌形成溶液C；

(3)將硼酸加到溶液C中，攪拌形成溶膠D；其中，硼元素與鋁元素的摩爾比為大于0 且小于等于1.0；

(4)使溶膠D中的溶劑揮發，形成具有雙孔道有序排列的有機-無機復合凝膠；

(5)將步驟(4)中所得凝膠煅燒，即可得到具有雙孔道納米孔結構的B₂O₃/Al₂O₃復合 粉體。