[發(fā)明專利]一種氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310748661.8 | 申請日： | 2013-12-31 |
| 公開（公告）號： | CN104741046B | 公開（公告）日： | 2018-10-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁元通;陳奇利;張立娟;謝鋼;楊奇;陳三平;惠俊峰;步懷天;王堯宇 | 申請（專利權(quán)）人： | 西北大學(xué) |
| 主分類號： | B01J13/00 | 分類號： | B01J13/00 |
| 代理公司： | 西安西達專利代理有限責(zé)任公司 61202 | 代理人： | 謝鋼 |
| 地址： | 710069 *** | 國省代碼： | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 氧化鋁 凝膠 復(fù)合材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料的制備方法，其在密閉容器中，將水溶性糖類化合物和水溶性高分子溶于水，然后加入鋁鹽或氫氧化鋁，在140～300℃反應(yīng)，經(jīng)干燥后在300～1500℃惰性氣氛下煅燒得到氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料。本發(fā)明采用一鍋法制備低密度、高孔隙率的氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料，本發(fā)明具有原料易得、制備過程簡單、成本低等優(yōu)點，所得的氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料質(zhì)輕、孔隙率高，可用于催化劑載體、氣敏元件、固體電解隔膜、鋼液測氧探頭材料等。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料的制備方法，屬于碳復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
氧化鋁(Al2O3)是一種重要的陶瓷材料，具有高強度、耐腐蝕、抗氧化、表面積大等優(yōu)點，可應(yīng)用于吸收劑、催化劑載體和復(fù)合材料增強物。納米氧化鋁的制備方法主要有：化學(xué)沉淀法、溶膠凝膠法、微乳液法等，可制備出粒徑小、比表面積大的氧化鋁納米粒子，但由于氧化鋁極性強，團聚較嚴(yán)重，影響其催化性能。利用碳材料承載納米氧化鋁，能提高其分散性和比表面積，從而提高其催化效率。
目前，有關(guān)制備氧化鋁/碳復(fù)合材料的報道不多。Li等將碳納米管加入到硝酸鋁(Al(NO3)3)水溶液中浸泡，然后在氮氣氣氛下于500℃煅燒2小時， 制備出海綿狀氧化鋁/碳納米管的復(fù)合材料，并研究其對水中氟離子的吸附性能。Lee等采用氣相沉積法，通過碳納米管內(nèi)部填充和表面覆蓋氧化鋁，制備氧化鋁納米線和納米管。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種原料易得、成本低、制備過程簡易的氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料的制備方法。
本發(fā)明實現(xiàn)過程如下：
一種氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料的制備方法：在密閉容器中，將水溶性糖類化合物和水溶性高分子溶于水，然后加入可溶性鋁鹽或氫氧化鋁，在140～300℃反應(yīng)，經(jīng)干燥后在300～1500℃惰性氣氛下煅燒得到氧化鋁/碳氣凝膠復(fù)合材料。
上述反應(yīng)優(yōu)選的反應(yīng)溫度為160～230℃；干燥過程采用烘干、冷凍干燥或二氧化碳超臨界干燥，優(yōu)選為冷凍干燥或二氧化碳超臨界干燥，干燥后的碳氣凝膠進一步在惰性氣氛下經(jīng)過500～1200℃煅燒處理可提高其含碳量，并有利于打開閉塞的孔道，比表面積得到增加；向反應(yīng)體系中加入有機酸或堿后制備的碳氣凝膠彈性較好且緊致。
所述的糖類化合物選自單糖、二糖、低聚糖、多糖，所述的糖類化合物選自葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、水蘇糖、棉籽糖、異麥芽酮糖、乳酮糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚異麥芽糖、低聚異麥芽酮糖、低聚龍膽糖、大豆低聚糖、低聚殼聚糖、環(huán)糊精、淀粉、酸改性淀粉、氧化淀粉、白糊精、黃色糊精、淡黃色糊精、乙酸化淀粉、辛基琥珀酸鈉鹽淀粉、羥丙基化淀粉醚、環(huán)氧乙烷交聯(lián)淀粉、淀粉膠、淀粉乙酸膠、羧基淀粉膠、耐水淀粉膠、纖維素、半纖維素、糖元、木糖、阿拉伯膠、粘多糖。
所述的水溶性高分子為聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、水解聚丙烯酰胺、丙烯酸和甲基丙烯酸聚合物、聚乳酸、聚馬來酸、聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、甲殼質(zhì)、聚乙烯醇。
所述的可溶性鋁鹽選自硫酸鋁、氯化鋁、醋酸鋁、硝酸鋁、明礬、偏鋁酸鈉、異丙醇鋁。
上述糖類化合物和水溶性高分子的質(zhì)量比為1：6～1：0.005，優(yōu)選為1：1～1：0.05；糖類化合物與水的質(zhì)量比為1：60～1：0.5，優(yōu)選為1：30～1：1，糖類化合物和可溶性鋁鹽的質(zhì)量比為1：2～1：0.05。
反應(yīng)體系中加入有機酸或堿，所述的有機酸或堿選自乙酸、甲酸、乙二酸、丙烯酸、苯甲酸、氨水、吡啶、三乙胺、三乙醇胺、單乙醇胺、四甲基氫氧化銨、二異丙基乙基氨、二乙烯三胺、奎寧。
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