[發(fā)明專利]一種有序介孔γ-Al2O3的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110273166.7
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN102424411A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉應(yīng)亮;余彩霞;陽區(qū)
• 申請（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及介孔材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有序介孔γ-Al₂O₃的制備方法。

背景技術(shù)

????1992年?Mobil公司的科學(xué)家首次以烷基季銨鹽型陽離子表面活性劑為模板，在堿性條件下成功合成了M41S系列硅基介孔分子篩之后，介孔材料受到了世界范圍內(nèi)化學(xué)、物理以及材料界的高度重視。人們先后研制了各種非硅基介孔材料?,包括過渡金屬氧化物、稀土氧化物以及復(fù)合金屬氧化物。由于介孔材料具有較大的孔徑、比表面積和孔容?,較高的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性?,孔徑大小可以由實(shí)驗(yàn)條件的不同而調(diào)節(jié)。因此在大分子催化、生物分子分離、吸附、光電納米材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

有序介孔氧化鋁是一種比表面大、孔徑在2-50nm之間、孔徑分布窄并且孔道大小、形狀一定有序的新型納米結(jié)構(gòu)材料。氧化鋁是重要的催化劑載體和吸附劑，在工業(yè)上有著廣泛應(yīng)用。γ-Al₂O₃具有大比表面積、特殊的孔道結(jié)構(gòu)和一定的酸性，熱穩(wěn)定性較高，應(yīng)用最為廣泛。將氧化鋁制備成介孔材料優(yōu)于傳統(tǒng)氧化硅材料：具有更高的水熱穩(wěn)定性、不同的等電荷點(diǎn)、易于均勻負(fù)載不同的金屬物種。因此，有序介孔氧化鋁特別是有序介孔γ-Al₂O₃的制備、結(jié)構(gòu)和特性的研究已經(jīng)成為當(dāng)今研究領(lǐng)域的一個熱點(diǎn)。

目前制備介孔氧化鋁材料常用的方法是以表面活性劑為模板劑，利用溶劑熱、溶膠-凝膠、沉淀、乳化等物理化學(xué)過程，通過有機(jī)物和無機(jī)物之間的界面作用自組裝生成有序介孔材料，使用較多的表面活性劑是中性表面活性劑。

中國專利CN101024503A（申請?zhí)?00710063718.5）以硝酸鋁為鋁源，碳酸銨為沉淀劑，利用超重力技術(shù)制備了有序介孔氧化鋁，其不足是要使用超重力反應(yīng)器，工藝復(fù)雜。中國專利CN101597077A（申請?zhí)?00910069671.2）提供了用月桂酰基谷氨酸鈉為表面活性劑制備有序介孔氧化鋁的技術(shù)，其不足是得到的介孔氧化鋁比表面小，熱穩(wěn)定性低。中國專利CN101993102A（申請?zhí)?00910091025.6）提供了一種以甲基纖維素為模板劑，鋁酸鈉和氯化鋁為原料，采用酸堿配對法合成有序介孔氧化鋁。其特點(diǎn)是制備的介孔氧化鋁孔道呈蠕蟲狀、熱穩(wěn)定性比較高、但比表面比較小。上述幾種方法得到的產(chǎn)品大部分是無定形的介孔氧化鋁，孔道結(jié)構(gòu)為蠕蟲狀，比表面小，熱穩(wěn)定性低。因此限制了介孔氧化鋁在高溫催化反應(yīng)以及高溫組裝中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

????本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種工藝簡單、操作安全、易于工業(yè)化放大生產(chǎn)的制備具有大比表面、高熱穩(wěn)定性的有序γ-Al₂O₃的方法。

????本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種有序介孔γ-Al₂O₃的制備方法，包括如下步驟：

（1）合成反應(yīng)：將模板劑溶于無水乙醇中，邊攪拌邊加入混合酸，澄清后加鋁源，密封攪拌；

（2）陳化：將步驟（1）所得溶液陳化，得到透明凝膠；

（3）干燥：將透明凝膠干燥，得到白色粉末；

（4）煅燒：將白色粉末在氧氣氣氛中煅燒，得到有序介孔γ-Al₂O_3?。

作為一種優(yōu)選方案，上述制備方法中，步驟（1）中所述模板劑為P123或F127；所述混合酸為濃鹽酸、濃硝酸、檸檬酸和醋酸的混合物；所述鋁源為異丙醇鋁或無水三氯化鋁；所述密封攪拌的時間為5~10h。

作為一種優(yōu)選方案，上述制備方法中，步驟（2）中所述陳化的時間為10~24h。

作為一種優(yōu)選方案，上述制備方法中，步驟（3）中所述干燥的溫度為60℃，干燥時間為48h。

作為一種優(yōu)選方案，上述制備方法中，步驟（4）中所述煅燒的條件是：1?℃/min?速度升溫至550℃?保溫6?h，然后10℃/min?速度升溫至700~1000℃?并保溫1?h。

????與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

????本發(fā)明制備的氧化鋁具有正六邊形的孔道結(jié)構(gòu)，比表面積大，孔徑分布窄，可通過改變醋酸含量調(diào)節(jié)介孔氧化鋁的有序性，?1000℃退火仍保持有序的介孔結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是實(shí)施例1的小角XRD圖;

圖2是實(shí)施例1的TEM圖;