阴阳离子双水解合成介孔γ-Al2O3的方法技术

本发明专利技术涉及介孔γ-Al2O3制备方法，具体为阴阳离子双水解合成介孔γ-A12O3的方法。本发明专利技术提供的阴阳离子双水解合成介孔γ-Al2O3的方法，以廉价、无毒的无机盐Al(NO3)3和NaAlO2为铝源，以PluronicP123为结构导向剂，通过加入化学计量比的Al3+和AlO2-，水解反应很快进行完全，无需漫长的水解过程和复杂的pH调节过程。合成出的介孔γ-Al2O3材料固体坚硬，机械强度大，特别适合作为催化剂载体，具有>340m2／g的具高比表面积，孔径分布窄，只有3～5nm，并且具有>700℃的热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及介孔γ-Al2O3制备方法，具体为阴阳离子双水解合成介孔γ-A12O3的方法。本专利技术提供的，以廉价、无毒的无机盐Al(NO3)3和NaAlO2为铝源，以PluronicP123为结构导向剂，通过加入化学计量比的Al3+和AlO2-，水解反应很快进行完全，无需漫长的水解过程和复杂的pH调节过程。合成出的介孔γ-Al2O3材料固体坚硬，机械强度大，特别适合作为催化剂载体，具有>340m2／g的具高比表面积，孔径分布窄，只有3～5nm，并且具有>700℃的热稳定性。【专利说明】阴阳离子双水解合成介孔Y-AI203的方法
本专利技术涉及介孔Y-Al2O3制备方法，具体为阴阳离子双水解合成介孔Y-Al2O3的方法。
技术介绍
1996年，Pinnavaia等人首次报道成功合成出了热稳定的介孔氧化铝。从此，全世界各研究组广泛开展了介孔氧化铝的合成研究。总体来说，合成所用的模板可以概括为如下几种:阴离子表面活性剂，Vaudry等人利用长链羧酸阴离子为结构导向剂在乙醇，氯仿等有机溶剂中成功合成出了高比表面积，孔径分布窄的介孔氧化铝。Yada等人利用十二烷基硫酸钠为模板，合成出了层状介孔氧化铝，并且随着进一步水解，层状相还可以向六方相转变。齐利民等人以不同碳链长度的烷基硫酸钠或者其混合物为模板，也合成出了层状结构的介孔氧化铝。但是Sicard等人研究表明，由于表面活性剂和铝无机物种之间具有强的作用力，模板剂不好脱除，高温焙烧会造成介孔结构的坍塌。阳离子表面活性剂；Cabrera等人利用十六烷基三甲基溴化铵为模板，并结合三乙醇胺在水体系下合成出了介孔氧化铝。通过调节表面活性剂，水，以及三乙醇胺的比例，还可以对介孔氧化铝的孔径从3.3nm到6.0nm进行调变。但是这种方法重复性较差。非离子表面活性剂；非离子表面活性剂在制备介孔氧化铝材料时，被证明是较为成功的一种。Pinnavaia研究组利用电中性的PEO表面活性剂作为模板，烷基铝作为铝源，成功地合成了介孔氧化铝。所合成的材料显示为虫眼状的孔道结构。Yang等人还发现，不仅氧化铝，其他一些氧化物，如TiO2, ZrO2, Nb2O5, Ta2O5, SnO2, WO3等可以利用PluronicP123嵌段聚合物为模板来合成。而且，各种不同的非离子型表面活性剂均可用来合成介孔氧化招,如Tergitols, Tritons, Pluronics等。通过改变非离子表面活性剂中PEO单元的长度还可以对材料的孔径进行调控。非表面活性剂；Wei等人首次通过溶胶-凝胶法，以联苯甲酰-L-酒石酸，葡萄糖和麦芽糖等非表面活性剂生物小分子为模板剂合成了介孔氧化硅。目前，非表面活性剂法也用到了介孔氧化铝的合成。Wei等人用非表面活性剂联苯甲酰-L-酒石酸为模板剂，异丙醇铝为铝源，酒精体系(少量水)下合成出了孔径分布集中的介孔氧化铝。但这些非表面活性剂合成主要还是在非水体系中进行，铝源一股为异丙醇铝，这使其经济上不可行。而且用这种方法合成的氧化铝的孔壁一股为无定型。虽然，近二十年来，介孔氧化铝的合成取得了较大的进展。但是，这些方法一股需要使用价格昂贵，并且 有毒的烷基铝作为铝源，生产费用高，对操作者身体伤害大。或者需要非常漫长，复杂的水解、PH值调节过程，使得生产周期长，反应条件苛刻。这使得介孔氧化铝的制备很难实现工业化。
技术实现思路
本专利技术的目的就是要寻找一种成本低，污染小，制备条件简单易行的介孔氧化铝的合成方法。阴阳离子双水解合成介孔Y-Al2O3的方法，包括以下步骤:(1)将P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物)溶解在蒸馏水中，形成P123溶液；(2)将Al (NO3) 3.9H20加入到P123溶液中，搅拌溶解，形成混合物；(3)将NaAlO2溶液滴加入到混合物中，搅拌；(4)NaAlO2溶液加入完毕后，继续搅拌4小时，得到凝胶；(5)将凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60~120°C晶化1~4天；晶化温度优选为80 ~100。。；(6)取出品化后的物质，依次经过抽滤、洗涤，得表面活性剂与氧化铝的有机-无机复合体；洗涤过程要保证残留Na+的浓度足够低，因为残留在样品中的Na+在焙烧的过程中将会破坏样品的孔道结构，导致样品比表面的下降；(7)洗涤后的有机-无机复合体在80°C真空干燥24小时，再在150°C烘箱中干燥，然后在450~700°C的马弗炉中焙烧2-4小时，即可得到介孔Y-Al2O3 ；其中，反应物料的摩尔比为=Al(NO3)3.9H20: NaAlO2: P123: H2O =1: 3: X: 278，0.01〈χ〈0.08，优选为 0.02〈χ〈0.05。步骤(1)所述的Ρ123溶液，Ρ123的重量百分比为4.7~13.1%，优选为5~7%。步骤⑷得到的凝胶，在室温下陈化1~2天，再进行第(5)步骤。本专利技术提供的阴阳离子双水解合成介孔Y-Al2O3的方法，以廉价、无毒的无机盐Al (NO3)3和NaAlO2为铝源，以PluronicP123为结构导向剂，通过加入化学计量比的Al3+和AlO2-,水解反应很快进行完全，无需漫长的水解过程和复杂的pH调节过程。合成出的介孔Y-Al2O3材料固体坚硬，机械强度大，特别适合作为催化剂载体，具有>340m2 / g的具高比表面积，孔径分布窄，只有3~5nm，并且具有>700°C的热稳定性。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1所得介孔Y -Al2O3的N2吸脱附等温线；图2为实施例1所得介孔Y -Al2O3的XRD小角衍射图；图3为实施例1所得有机-无机复合体和焙烧后所得介孔Y-Al2O3的XRD广角衍射图；图4为实施例2所得介孔Y -Al203的N2吸脱附等温线；图5为实施例2所得有机-无机复合体和焙烧后所得介孔Y -Al203的XRD广角衍射图。【具体实施方式】结合实施例说明本专利技术的【具体实施方式】，本实施例中的P123是由南京威尔化工股份有限公司生产的工业级产品，分子量为5650。实施例1:在强烈搅拌下，将NaAlO2溶液逐滴加入到Al (NO3) 3和P123的混和水溶液中，室温下搅拌4小时。溶液的摩尔组成为Al(NO3)3.9Η20: NaAlO2: Ρ123: H2O =I: 3: 0.01: 278，将此反应混和物在室温下静置24小时后，转入到不锈钢反应釜中，100°c下晶化24小时，取出，抽滤，洗漆，除去表面的漂浮物。在80°C下烘干，即得有机-无机复合体，将此有机-无机复合体在150°C下干燥6小时，然后在500°C焙烧4小时即得介孔 Y _A1203。图1为介孔Y -Al2O3的N2吸脱附等温线；图2为介孔Y -Al2O3的XRD小角衍射图；(a)有机无机符合物；(b) 600 0C ； (c) 700 0C。图3有机-无机复合体和焙烧后所得介孔Y -Al2O3的XRD广角衍射图。实施例2:在强烈搅拌下，将NaAlO2溶液逐滴加入到Al (NO3) 3和P123的混和水溶液中，室温下搅拌4小时，溶液的摩尔组成为摩尔组成为Al(NO3)3.9Η20: NaAlO2: Ρ123: H2O =I: 3: 0.08: 278的混合物，将此反应混和本文档来自技高网...

【技术保护点】
阴阳离子双水解合成介孔γ‑Al2O3的方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)将P123溶解在蒸馏水中，形成P123溶液；(2)将Al(NO3)3·9H2O加入到P123溶液中，搅拌溶解，形成混合物；(3)将NaAlO2溶液滴加入到混合物中，搅拌；(4)NaAlO2溶液加入完毕后，继续搅拌4小时，得到凝胶；(5)将凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60～120℃晶化1～4天；(6)取出品化后的物质，依次经过抽滤、洗涤，得表面活性剂与氧化铝的有机‑无机复合体；(7)洗涤后的有机‑无机复合体干燥后，在450～700℃的马弗炉中焙烧2～4小时，即可得到介孔γ‑Al2O3；其中，反应物料的摩尔比为：Al(NO3)3·9H2O∶NaAlO2∶P123∶H2O＝1∶3∶x∶278,0.01<x<0.08。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎子峰，白鹏，刘欣梅，乔柯，许本静，刘道兰，赵连鸿，高雄厚，张忠东，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37