[發明專利]利用雙模板制備三維有序大孔氧化鋁的方法無效

申請號：	201310240778.5	申請日：	2013-06-18
公開（公告）號：	CN104229843A	公開（公告）日：	2014-12-24
發明（設計）人：	閻子峰;喬柯;劉欣梅;韓德志;趙連鴻;張忠東;高雄厚;張志華	申請（專利權）人：	中國石油天然氣股份有限公司;中國石油大學
主分類號：	C01F7/02	分類號：	C01F7/02
代理公司：	北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013	代理人：	趙東冶
地址：	100007 北京市***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	利用雙模制備三維有序氧化鋁方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種氧化鋁的制備方法，特別涉及一種利用雙模板法制備三維有序大孔氧化鋁的制備方法。

背景技術

目前工業上氧化鋁的制備主要通過沉淀、干燥和焙燒氧化鋁前驅體來實現，采用這種方法得到的氧化鋁比表面積和孔容大都小于250m²/g及0.5cm³/g，孔徑分布較寬且難以調控，在很大程度上限制了氧化鋁作為催化劑載體在石油化工領域中的應用。在M41S系列介孔分子篩被成功合成之后，世界上廣泛開展了介孔氧化鋁的合成研究。總的來說，大部分研究采用模板合成法，具體而言，可以分為以下幾類：陰離子表面活性劑，陽離子表面活性劑，非離子表面活性劑，有機小分子以及離子液體等。這些方法合成的介孔氧化鋁表現出較大的比表面積和一定程度可控的孔徑分布，但是由于反應的速率較難控制以及反應過程中易發生相變等原因，其孔道結構幾乎都是無序的蠕蟲狀、海綿狀或腳手架狀，孔壁多為無定形結構，其熱穩定性和水熱穩定性較差，這些缺點嚴重地限制了氧化鋁在工業上的應用。有序孔材料的共同特征是具有規則而均勻的孔道結構，其中包括孔道與窗口的尺寸和形狀、孔道的維數、孔道的走向、孔壁的組成與性質，而孔道的大小尺寸是多孔結構中最終要的特征。尤其是三維有序大孔材料（3DOM），孔壁既可以由單分散金屬、金屬氧化物組成，又可以由多組分組成的晶體或固溶體、無機-有機雜化物、高聚物組成，具有良好的兼容性，易于構建出既具有特定組成又有周期有序大孔結構結構的新型功能材料。與其他材料相比，其獨特的孔道結構有利于物質從各個方向進入孔道內部，降低物質擴散阻力，為物質的擴散提供最佳流速以及更高的效率，在吸附分離和催化劑載體等領域具有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明目的是提供一種結合軟硬兩種模板的優勢，一次性合成具有介孔-大孔梯度孔結構Al₂O₃的制備方法。

本發明的具體制備步驟如下：

（1）通過無乳化劑聚合的方法，控制單體甲基丙烯酸甲酯（MMA）的加入量為2%-10%，引發劑過硫酸鉀加入量為0.05-0.4g，攪拌速率為350rpm，反應溫度為70℃，制備粒徑均勻的聚甲基丙烯酸甲酯乳液。

（2）將步驟1）中制備得到的聚甲基丙烯酸甲酯乳液，在離心作用下組裝成PMMA硬模板，轉速為1000-3000rpm。并在40-80℃下恒溫干燥6-8小時。所說的PMMA模板為硬模板。

（3）以九水硝酸鋁、軟模板和95%乙醇配成0.5-2.0mol/L的硝酸鋁乙醇溶液，濃度最好控制在0.8-1.0mol/L，混合液中軟模板含量為5-10×10^-3mol/L，濃度最好控制在6-8×10^-3mol/L。所說的軟模板為F127。

（4）不斷攪拌步驟3）所得溶液，得到透明混合溶液，停止攪拌后加入步驟2）得到的PMMA硬模板。浸潤時間為2-6小時。

（5）將步驟4）所得的混合物進行抽濾，所得的固體物在40-80℃下恒溫干燥6-8小時。所說的溫度最好控制在40-60℃。

（6）將由5）所得的物料在650-950℃焙燒3-6小時，控制程序升溫速率為1-5℃/min，除去硬模板PMMA和軟模板，得到具有介孔-大孔梯度孔結構的三維有序大孔Al₂O₃。所說的焙燒溫度最好是750-850℃，程序升溫速率最好為1-2℃/min。

采用本發明的制備方法，克服了目前工業制備氧化鋁比表面積和孔容大小，孔徑分布較寬且難以調控的缺點，可制備出介孔-大孔梯度孔結構的三維有序大孔Al₂O₃。

采用本發明方法制備的介孔-大孔梯度孔結構的三維有序大孔Al₂O₃可以直接作為各種吸附劑和催化劑，如加氫處理、催化裂化重整等催化劑的載體。

采用本發明方法制備的介孔-大孔梯度孔結構的三維有序大孔Al₂O₃，特別適合用作重油和渣油以及各種餾分油加氫處理的催化劑載體。