[發明專利]介孔空心氧化鋁顆粒的制備方法

有效

• 申請號: 201010116937.7
• 申請日: 2010-03-03
• 公開（公告）號: CN101746793A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 趙斌元;石悠;鄧國民;賴亦堅;唐建國;胡曉斌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;豐度電氣（上海）有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B01J13/02
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種氧化鋁技術領域的制備方法，具體是一種介孔空心氧化鋁顆粒的制備方法。

背景技術

空心材料在眾多場合有著光明的應用潛力，比如，作為輸送藥物及生物大分子的載體并對藥物實施針對相應靶位的可控釋放；保護某些敏感物質，比如酶和蛋白質；作為某些分子及生物分子的特定反應器；包囊細胞使其固定等。通過一系列化學或物理化學手段，可以合成出有著可調變尺寸及壁厚的空心球。盡管高分子基的空心球已被廣泛應用于醫藥、電子、環境等領域，但其較差的化學穩定性及熱穩定性限制了其進一步應用，因此更多的研究者開始關注無機空心球或有機-無機復合空心顆粒的研制。對于無機或復合空心顆粒而言，其合成方法通常是在溶液中引入有機或無機膠體球形顆粒(如聚苯乙烯，氧化硅)作為核模板，通過控制無機前驅體的界面聚沉或者利用核顆粒上特定的官能團誘導界面反應，隨后用煅燒或溶劑刻蝕的方法除去核模板。雖然這一方法能夠成功合成出無機空心球(Adv.Mater.，2001，13，740；J.Phys.Chem.C，2009，113，925)，但核模板必須去除才能得到空心結構。由此可見，傳統的合成方法是一種多步驟的合成過程，較為耗時。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN1493524A，公開日2004-5-5，記載了一種“球形氧化鋁的油氨柱成型方法”，該技術將氧化鋁溶膠滴入0.1-4.5毫米的上層油相和10-300厘米厚的下層電解質溶液組成的油氨柱中形成球形凝膠粒子，并在電解質溶液中老化0.510小時，再干燥、焙燒得到球形氧化鋁。該方法利用了電解質對氧化鋁溶膠的聚沉原理，由氧化鋁溶膠聚沉制備得到球形氧化鋁顆粒，但該方法無法得到空心介孔氧化鋁顆粒。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種介孔空心氧化鋁顆粒的制備方法，避免了多步驟的合成過程，為合成無機空心顆粒提供了一種簡單、方便、經濟的合成途徑。

本發明是通過以下技術方案實現的，將多糖類電解質的溶液加入到薄水鋁石溶膠中得到白色透明薄水鋁石空心球，經老化及煅燒后得到介孔空心氧化鋁顆粒。

薄水鋁石溶膠粒子穩定存在的基礎是其雙電層結構，酸性條件下膠溶制備得到的薄水鋁石膠體粒子帶正電荷，當遇到帶負電的高分子電解質分子時，薄水鋁石膠體粒子的雙電層結構受到破壞而發生聚沉，導致在多糖電解質溶液與薄水鋁石溶膠液滴接觸的球形界面上產生薄水鋁石沉淀，在宏觀上就形成了空心薄水鋁石球，最后煅燒就得到介孔空心氧化鋁顆粒。

本發明包括以下步驟：

第一步、以九水合硝酸鋁為原料，配制濃度為21.2wt.％硝酸鋁水溶液，在持續攪拌下逐步滴加濃度為2528wt.％的氨水溶液直至最終pH＞9.2，經過攪拌過濾清洗后得到薄水鋁石沉淀，將薄水鋁石沉淀加水稀釋為薄水鋁石懸浮液后加入硝酸溶液并在80℃下回流攪拌1h，得到薄水鋁石溶膠；

所述的薄水鋁石懸浮液中薄水鋁石沉淀的濃度為5-20wt.％。

所述的硝酸溶液的濃度為2mol/L，其用量與薄水鋁石懸浮液等質量。

第二步、將多糖類電解質溶液滴加入薄水鋁石溶膠中，形成的球形顆粒經靜置老化1-48小時后分離取出，經清洗烘干后在650℃環境下煅燒8小時得到介孔空心氧化鋁顆粒。

所述的多糖類電解質溶液的濃度為0.5-5wt.％，其中的多糖類電解質為羧甲基纖維素鈉(NaCMC)或海藻酸鈉(NaAlg)中的一種，具體為羧甲基纖維素鈉125、羧甲基纖維素鈉1000、羧甲基纖維素鈉1700、海藻酸鈉100、海藻素鈉500或海藻酸鈉1000。

本發明制備所得的介孔空心氧化鋁顆粒為類球形，顆粒的平均粒徑在0.1~5毫米，顆粒壁為介孔γ-氧化鋁制成，厚度為20-200微米，顆粒壁的孔容為0.27~0.50cm³/g，平均孔徑為3.24~5.09nm。

本發明利用溶膠膠粒聚沉的原理，未使用任何膠體顆粒作為核模板合成出介孔空心氧化鋁球，與傳統方法相比，本發明避免了多步驟的合成過程，為合成無機空心球提供了一種簡單、方便、經濟的合成途徑。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1