一种阴阳离子双水解合成介孔γ-Al2O3的方法技术

一种阴阳离子双水解反应简易制备中孔γ-Al2O3的方法，其特征在于以双水解法为指导思想，以廉价易得的无机盐，Al(NO3)3和NaAlO2为铝源，以Pluronic P123为结构导向剂，合成中孔γ-Al2O3材料，将P123溶解在蒸馏水中，待溶液澄清透明以后，加入Al(NO3)3·9H2O固体粉末，搅拌溶解。同时称取一定量的NaAlO2，溶解在蒸馏水中。在强力搅拌下，将NaAlO2溶液逐滴加入到Al(NO3)3溶液中。待加入完毕，继续强力搅拌4小时。然后将反应凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60～120℃晶化1～4天。取出，抽滤，洗涤，烘干，得到表面活性剂与氧化铝的有机无机复合体，将复合体在马弗炉中焙烧2小时，就可以得到中孔氧化铝。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种阴阳离子双水解反应简易制备中孔γ-Al2O3，其特征在于以双水解法为指导思想，以廉价易得的无机盐，Al(NO3)3和NaAlO2为铝源，以Pluronic P123为结构导向剂，合成中孔γ-Al2O3材料，将P123溶解在蒸馏水中，待溶液澄清透明以后，加入Al(NO3)3·9H2O固体粉末，搅拌溶解。同时称取一定量的NaAlO2，溶解在蒸馏水中。在强力搅拌下，将NaAlO2溶液逐滴加入到Al(NO3)3溶液中。待加入完毕，继续强力搅拌4小时。然后将反应凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60～120℃晶化1～4天。取出，抽滤，洗涤，烘干，得到表面活性剂与氧化铝的有机无机复合体，将复合体在马弗炉中焙烧2小时，就可以得到中孔氧化铝。【专利说明】-种阴阳罔子双水解合成介孔Υ_ΑΙ203
本专利技术涉及一种利用阴阳离子双水解反应来简易合成中孔氧化铝。该方 法是以双水解法为指导思想，以廉价易得的无机盐，A1 (N03) 3和NaA102为铝源，以Pluronic P123为结构导向剂，进而合成中孔γ-Α1 203材料。
技术介绍
氧化铝是一种重要的工业化学品，由于其具有热稳定性好、化学稳定性强、机械稳 定性高以及价格低廉等特点，在工业上常用作催化剂和催化剂载体。非晶型过渡态氧化铝 一般由铝的水合物脱水而形成，在化工过程中常用于石油裂化、加氢裂化、加氢脱硫过程的 吸附剂、催化剂、催化剂载体等。活性氧化铝是加氢脱硫过程、Claus反应、丁烷脱氢制丁烯 以及醇脱水制烯烃等化工过程中重要的催化剂。但是由于传统方法制备的氧化铝，往往只 具有结构孔隙（textural porosity),比表面低，孔径分布宽，缺乏择型性的孔道结构，所以 其催化应用受到限制。 随着对重油加工和大分子反应的深入研究，中孔分子筛受到了广泛的关注。1992 年Mobil公司的研究人员首次报道利用C nH2n+1N+Me3Bf (n>6)型的阳离子表面活性剂为模板 合成M41S型中孔分子筛。从此，以表面活性剂为模板合成中孔材料成为了材料界及催化界 研究的热门课题。M41S型中孔分子筛具有很多独特的结构性能，如具有规则的孔道结构，无 定型骨架，孔径分布集中，并且可以在16?100人之间可以调节，热稳定性好，具有较大的比 表面积（>1000m 2/g)、空体积和吸附容量等，因此M41S具有各种潜在的应用前景。 很自然地，人们想到将这种方法应用到中孔氧化铝材料合成上来。然而，将这种方 法应用到中孔氧化铝的合成中，却遇到了很大的麻烦，中孔结构的氧化铝在焙烧脱除模板 的过程中，结构容易坍塌。而且铝很容易在来不及和表面活性剂结合就形成了沉淀，其结构 也很容易发生变化，如在水洗过程中，结构可能就发生了变化。所以，在水中要合成出介孔 氧化铝比较困难。而二氧化硅就不会出现上述问题。 1996年，Pinnavaia等人首次报道成功合成出了热稳定的中孔氧化错。从此，全世 界各研究组广泛开展了中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： (1)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中孔氧化铝。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，高温焙烧会造成中孔结构的坍塌。 (2)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 成出了中孔氧化铝。通过调节表面活性剂，水，以及三乙醇胺的比例，还可以对中孔氧化铝 的孔径从3. 3nm到6. Onm进行调变。但是这种方法重复性较差。 (3)非离子表面活性剂 非离子表面活性剂在制备中孔氧化铝材料时，被证明是较为成功的一种。 Pinnavaia研究组利用电中性的PE0表面活性剂作为模板，烷基铝作为铝源，成功地合成 了中孔氧化铝。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Ti02, Zr02, Nb205, Ta205, Sn02, W03等可以利用Pluronic P123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中孔氧化铝，如 Tergitols, Tritons, Pluronics等。通过改变非离子表面活性剂中ΡΕ0单元的长度还可以 对材料的孔径进行调控。 (4)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，铝源一般为异丙醇铝，这使其经济上不可行。而且用这种方法合成的 氧化铝的孔壁一般为无定型。 虽然，近十年来，中孔氧化铝的合成取得了较大的进展。但是，这些方法一般需要 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。这使得中孔氧化 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在于避免上述现有技术的不足之处而提供了一种成本低，污染 小，制备条件简单易行的中孔氧化铝的合成方法，即利用阴阳离子双水解反应来简易合成 中孔氧化铝。该方法是以双水解法为指导思想，以廉价易得的无机盐，A1(N0 3)3和 NaA102为铝源，以Pluronic P123为结构导向剂，进而合成中孔γ-Α1203材料。 众所周知，双水解反应是一类特殊的复分解反应。在双水解反应中，一种反应物的 阳离子和另一种反应物的阴离子在水溶液中都极易水解，当这两种反应物遭遇后，水解反 应将会互相促进，水解平衡遭到破坏，反应将会不可逆地进行到真正完全的程度。 本专利技术以双水解法为指导思想，以廉价易得的无机盐，A1 (N03) 3和NaA102为铝源， 以Pluronic P123为结构导向剂，合成出了具有比表面积高（>340m2/g)，孔径分布窄（3? 5nm)，热稳定性高（>700°C)的中孔y_A1 203材料。合成时，将一定量的P123溶解在蒸馏 水中，待溶液澄清透明以后，加入Α1(Ν0 3)3 · 9H20固体粉末，搅拌溶解。同时称取一定量 的NaA102，溶解在蒸馏水中，搅拌至澄清。然后，在强力搅拌下，将NaA10 2溶液逐滴加入到 A1(N03)3溶液中，溶液逐渐变得粘稠，成为凝胶。待加入完毕，继续强力搅拌4小时。然后 将反应凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60?120°C晶化1?4天。取出，抽滤，洗涤，烘干， 即得表面活性剂与氧化铝的有机无机复合体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阴阳离子双水解合成介孔γ‑Al2O3的方法，该方法是以无机盐，Al(NO3)3和NaAlO2为铝源，以Pluronic P123为结构导向剂，进而合成中孔γ‑Al2O3材料，其特征在于其合成的步骤如下：1)将P123溶解在蒸馏水中，待溶液澄清透明以后，加入Al(NO3)3·9H2O固体粉末，搅拌溶解；同时加入一定量的NaAlO2，溶解在蒸馏水中，在强力搅拌下，将NaAlO2溶液逐滴加入到Al(NO3)3溶液中；2)待加入完毕，强力搅拌4小时；然后将反应凝胶转入到不锈钢反应釜中，在60～120℃晶化1～4天；3)取出，抽滤，洗涤，烘干，得到表面活性剂与氧化铝的有机无机复合体，将复合体在马弗炉中焙烧2小时，就可以得到目的产品‑‑‑‑中孔氧化铝γ‑Al2O3。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：阎子峰，白鹏，乔柯，刘欣梅，谭争国，张忠东，高雄厚，张志华，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，中国石油大学，
类型：发明
国别省市：北京;11