一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法技术

本发明专利技术提供了一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法。该方法包括：将有机醇铝溶液滴入乙腈水溶液，搅拌静置，得到白色沉淀；其中，有机醇铝溶液和乙腈水溶液的摩尔比为0‑0.05:1；对白色沉淀进行过滤、洗涤、干燥，得到粉末；将粉末经过焙烧处理，得到三维介孔氧化铝载体。本发明专利技术还提供了由上述方法的到的三维介孔氧化铝载体。本发明专利技术的制备方法简单、合成条件易于控制、周期短、适合批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法
本专利技术涉及一种氧化铝载体的制备方法，尤其涉及一种通过一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法，属于载体材料制备

技术介绍
氧化铝是一种极其重要的化工原料，除了用来炼制金属铝外，还广泛应用在陶瓷，医药，吸附材料以及用作催化剂载体上。多孔氧化铝，常用作催化剂及其载体，一般被称作活性氧化铝，它是一种具有多孔性和高分散度的固体物料，具有很大的比表面积，孔道和表面酸性可调控等等。原油的劣质化要求所使用的催化剂载体具有更大的孔隙，以使重油大分子更好地扩散，与活性组分充分接触反应，同时，也需要载体有足够的比表面积，使活性组分能够充分分散。由于介孔氧化铝具有高比表面积，均一的孔径大小，相互贯通的孔道结构以及稳定的物化性能等优良性质，就其作为催化剂及其载体应用开展了一系列的工作。已有文献报道证实，与工业或商品化氧化铝载体比较，在NOx的选择性脱除，选择加氢与加氢消除反应和石蜡油的液相复分解反应中，介孔氧化铝担载的催化剂具有更高的活性，选择性和稳定性。具备优良的孔道结构和孔道属性的梯级孔多孔Al2O3材料，由于它具有较大的比表面积，较优的吸附性，具备很好的酸性和热稳定性等优点，因此它可以作为优良的催化剂或催化剂载体，应用于石油化工领域，尤其是在渣油加氢反应中，能够很好的与渣油加氢催化剂进行匹配研究，进行模型催化反应的性能评价。多孔骨架使得梯级孔多孔Al2O3材料具备更加优异的性能，其中大孔能够有效地增加催化剂的通透性，不仅能够防止反应过程中积炭的产生，也能防止中间产物堵塞孔道覆盖活性位点，从而延长催化剂的工作寿命。介孔可以极大地增加材料的比表面积，保证有效的活性物质能够均匀的分布在载体上，有效提升催化剂的使用效率，进而改善催化剂的催化性能。虽然对于活性氧化铝的制备研究已经有了数十年的历史，但是由于其本身结构的复杂多变性，即便是同一种存在形态，可能由于其制备原料和方法的不同，所得到的产品的密度，孔隙率，比表面积，孔径分布等一系列属性具备一定程度的差异。杨大奎等人制备出机械强度，孔容较大并具有双峰孔结构的氧化铝载体材料(CN104923313A)，李贤丰等人成功合成出了一种α-氧化铝载体材料(CN104549546A)，其中包括镧元素及硅元素能很均匀的分布在载体材料中，且该材料制成的银催化剂用于由乙炔氧化制备环氧乙炔是，能表现出较低的反应温度和较高的选择性。尽管如此，我们始终希望能够尽量简化实验条件，合成具备优良的孔道属性的载体材料。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种制备方法简单、周期短、适合批量生产的三维介孔氧化铝载体的制备方法。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法，该方法包括以下步骤：步骤一：(在搅拌状态下)将有机醇铝溶液滴入乙腈水溶液中，搅拌，静置，得到白色沉淀；其中，有机醇铝溶液和乙腈水溶液的摩尔比为1:0.05-50；步骤二：将白色沉淀进行过滤、洗涤、干燥，得到粉末；步骤三：将粉末经过焙烧处理，得到三维介孔氧化铝载体。根据本专利技术的具体实施方式，在步骤一中，将有机醇铝溶液匀速滴入乙腈水溶液中。在上述方法中，优选地，采用的有机醇铝溶液中的有机醇铝为丁醇铝、仲丁醇铝或叔丁醇铝；更优选地，采用的有机醇铝溶液的质量浓度为95％-97％。在上述方法中，优选地，乙腈水溶液的质量浓度为99.5％。在上述方法中，优选地，步骤一是在室温-60℃下进行的。在上述方法中，优选地，步骤一中，搅拌的时间为30min-2h。在上述方法中，优选地，步骤一中，静置的时间为5min-24h。在上述方法中，优选地，步骤二中，干燥的温度为室温-100℃；更优选地，干燥的温度为30℃-100℃。在上述方法中，优选地，步骤三中，焙烧处理的温度为300℃-800℃。在上述方法中，优选地，步骤三中，焙烧处理的时间为1h-6h；更优选地，焙烧的处理时间为1h-5h。上述方法，具体包括以下步骤：步骤一：在室温-60℃、搅拌状态(30min-2h)下，将有机醇铝溶液(97wt％)滴入质量浓度为99.5％的乙腈水溶液中，静置5min-24h，得到白色沉淀；其中，有机醇铝溶液和乙腈水溶液的摩尔比为1:0.05-50；步骤二：将白色沉淀进行过滤、洗涤，在室温-100℃下干燥，得到粉末；步骤三：在300℃-800℃下，将粉末焙烧1h-6h，得到三维介孔氧化铝载体。本专利技术还提供了一种三维介孔氧化铝载体，该三维介孔氧化铝载体是通过上述的方法制备得到的，该三维介孔氧化铝载体的介孔孔道为氧化铝纳米棒堆积而成，孔壁由介孔氧化铝纳米棒组装而成，呈现丝状形貌，且孔与孔之间相互贯通，形成三维空间网状结构。本专利技术的一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法以有机醇铝溶液为铝源，利用有机醇铝快速水解缩合，生成对应醇分子，醇分子快速聚集自发形成孔道这一特殊现象，通过调节反应介质乙腈水溶液中乙腈与水的比例来调节反应体系，从而合成具备三维网状介孔结构的氧化铝载体。传统的氧化铝载体多为材料内部微孔或粒子堆积形成的介孔，孔道属性不好。通过本专利技术的上述方法得到的三维多孔氧化铝载体，其丰富的介孔孔道、高比表面积及孔孔交叉贯通性能有效地增加目标材料的流通扩散性能，有效降低在催化应用过程中积碳失活速率；且高通透性的介孔结构大大增加材料的比表面积，使得它作为载体材料能够为目标催化剂提供更大的比表面积，使活性组分充分地分散在载体材料上，进而增加目标催化剂的催化性能。本专利技术的一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法实现了高通透性的三维网状介孔结构在氧化铝载体中的构筑，改善了材料的流通扩散性能，有效地避免反应过程中催化剂堵塞，中毒的现象。通过本专利技术的一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法得到的载体的介孔孔道分布比较均匀，极大地增加了材料的比表面积，使活性物质能均一有效地分散到载体中，提高催化性能。本专利技术的一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法的反应条件温和，操作过程简单，便于重复，可大量合成。附图说明图1为实施例1的三维介孔氧化铝材料的X射线衍射图。图2为实施例2的三维介孔氧化铝材料的扫描电镜图。图3为实施例3的三维介孔氧化铝材料的N2吸脱附曲线。图4为实施例3的三维介孔氧化铝材料的孔径分布曲线。图5为实施例3的三维介孔氧化铝材料的透射电镜图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。以下实施例中，如无具体说明，采用的试剂均为市售化学试剂。实施例1本实施例提供了一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法，包括以下步骤：在烧杯中加入20mL质量分数为99.5％的乙腈溶液，并在烧杯中加入5mL的去离子水，向乙腈水溶液中均匀滴加入2g的仲丁醇铝溶液(97wt％)，生成白色沉淀物，静置3min后用玻璃棒缓慢搅拌3min，再静置10min。将产物进行抽滤，抽滤得到的产物放入60℃烘箱中，静置12h，得到白色粉末，将此粉末置于马弗炉中550℃高温煅烧4h，得到产物即为三维介孔氧化铝载体材料。图1为本实施例制得产品的X射线衍射图，样品表现出γ-AlOOH相。实施例2本实施例提供了一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：将有机醇铝溶液滴入乙腈水溶液中，搅拌，静置，得到白色沉淀；其中，所述有机醇铝溶液和乙腈水溶液的摩尔比为1:0.05‑50；步骤二：对所述白色沉淀进行过滤、洗涤、干燥，得到粉末；步骤三：将所述粉末经过焙烧处理，得到所述三维介孔氧化铝载体。

【技术特征摘要】
1.一种一步液滴法制备三维介孔氧化铝载体的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：将有机醇铝溶液滴入乙腈水溶液中，搅拌，静置，得到白色沉淀；其中，所述有机醇铝溶液和乙腈水溶液的摩尔比为1:0.05-50；步骤二：对所述白色沉淀进行过滤、洗涤、干燥，得到粉末；步骤三：将所述粉末经过焙烧处理，得到所述三维介孔氧化铝载体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机醇铝溶液的质量浓度为95％-97％。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有机醇铝溶液采用的有机醇铝为丁醇铝、仲丁醇铝或叔丁醇铝。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙腈水溶液的质量浓度为99.5％。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一在室温-6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽华，邢昕，李兆飞，苏宝连，彭钊，郭成玉，刘其武，郭广娟，王骞，庞新梅，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11