具有双介孔分布的Ａｌ２Ｏ３及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有双介孔分布的Ａｌ２Ｏ３及制备方法，所述Ａｌ２Ｏ３的小介孔分布在３．４～３．８ｎｍ之间，大介孔分布在９．８～２４．５ｎｍ之间，比表面积为２３９～３４７ｍ２／ｇ，孔容为０．４８～１．１４ｃｍ３／ｇ。本发明专利技术的具有双介孔分布的Ａｌ２Ｏ３具有相对较大的孔容，在２～１００ｎｍ的孔径范围内具有双介孔分布。本发明专利技术的方法反应条件温和，操作简便易行且灵活多变，且可对所合成的氧化铝材料双孔孔分布结构调控。本发明专利技术所提供的具有双介孔分布的Ａｌ２Ｏ３可以作为催化剂、吸附剂、催化剂载体或者吸附剂载体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机多孔材料
，具体涉及一种双介孔分布的Al2O3及制备方法。
技术介绍
氧化铝是一种多孔、高分散、具有较大比表面积、良好吸附性能的物料，基于 它的热、化学、机械方面的稳定性，抗氧化以及价格低廉等特点，可广泛应用于催化、 吸附、分离、材料等领域。而实际应用中常需要具有纳米尺寸的氧化铝颗粒，且氧化铝 的孔径大小及其分布对催化过程中反应物在催化剂颗粒内部的扩散性质有重要影响。双 介孔氧化铝可同时提高物质的扩散性和载体金属的分散性，是一种理想的多功能材料。 这种材料存在两种不同孔径的介孔结构，其中大介孔可以允许较大直径的分子进入，同 时其作为物质传输的通道，具有较小的扩散阻力；小介孔作为物质的吸附点和反应的场 所，提供较大的活性面积，具有较好的择形催化的能力同时提高活性组分的分散性，因 此具有广阔的应用前景。CN101700900A公开了一种有序双孔氧化铝的制备方法。以铝的醇盐为原料， 无水乙醇，水，酸源，碱源按一定比例配成一定pH值的水溶液加上表面活性剂进行 水解反应，最后经过水洗，离心，干燥，索式萃取，煅烧，因煅烧温度的不同可得到 Y-Al2O3' α-Al2O3，δ-Al2O3三种晶型。该工艺制备的氧化铝为大孔-中孔分布结构， 大孔直径为0.3 2 μ m，中孔直径为2 20nm。Bai 等(Microporous and Mesoporous Materials，2009，118 288-295)利用阴阳 离子双向水解过程来制备具有双介孔分布的氧化铝。利用硝酸铝和偏铝酸钠，加入模板 剂P123，得到了具有双介孔分布的氧化铝，小介孔在3nm左右，大介孔在6nm左右，其 中小孔为三羟铝石水解得到，大孔为无定形的氢氧化铝，水铝石及三水铝石结合形成。 化学合成体系对于最终的固体产物起到至关重要的作用，该方法合成条件较为苛刻，且 所得到的两种孔径分布较近。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种具有相对较大的孔容，大、 小介孔分层明显的具有双介孔分布的A1203。本专利技术的第二个目的是提供一种操作简单的具有双介孔分布的Al2O3的制备方法。本专利技术的技术方案概述如下一种具有双介孔分布的Al2O3，所述Al2O3的小介孔分布在3.4 3.8nm之间，大 介孔分布在9.8 24.5nm之间，比表面积为239 347m2/g，孔容为0.48 1.14cm7g。一种具有双介孔分布的Al2O3的制备方法，包括如下步骤(1)将摩尔比为4.54 20.45 1的十六烷基三甲基溴化铵与非离子表面活性剂加入到体积百分浓度为55.6% 66.7%的乙醇水溶液中，制成混合物，所述十六烷基三 甲基溴化铵与所述乙醇水溶液的质量比为0.02 0.025 1 ；(2)将所述混合物在40 50°C下超声处理待完全溶解后，加入异丙醇铝，所 述异丙醇铝与所述十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1 0.13 0.15，再继续超声处理 0.5 lh，调节pH = 10，水浴，在50 60°C下，老化8 24h得湿凝胶；(3)除去上层清液，在80°C下干燥10 15h得干凝胶，然后将干凝胶焙烧，得 到具有双介孔分布的Al2O3，所述Al2O3的小介孔分布在3.4 3.8nm之间，大介孔分布在 9.8 24.5nm之间，比表面积为239 347m2/g，孔容为0.48 1.14cm3/g。所述非离子表面活性剂为PEG4000，PEG20000或PEG-PPG-PEG。干凝胶焙烧的温度优选550 650°C，焙烧时升温的速率为5°C/min，焙烧的时 间2 6h。所述步骤⑵优选为将所述混合物在40 50°C下超声处理待完全溶解后，加 入异丙醇铝，所述异丙醇铝与所述十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1 0.13 0.15，再 继续超声处理0.5 lh，调节pH=10，加入与非离子表面活性剂等摩尔量的扩孔剂，水 浴，在50 60°C下，老化8 24h得湿凝胶。所述扩孔剂为三甲苯、己烷、苯或液体石蜡。本专利技术的具有双介孔分布的Al2O3具有相对较大的孔容，在2 IOOnm的孔径范 围内具有双介孔分布。本专利技术的方法具有反应条件温和，操作简便易行且灵活多变的特 点，且可对所合成的氧化铝材料双孔孔分布结构调控。通过改变模板剂种类、模板剂摩 尔比以及加入不同的扩孔剂，小介孔的可几孔径稳定在3.4 3.8nm，大介孔的可几孔径 可在9.8 24.5nm的范围内调整。本专利技术所提供的具有双介孔分布的Al2O3可以作为催 化剂、吸附剂、催化剂载体或者吸附剂载体。附图说明图1为实施例1、2、3的孔径分布图。图2为实施例3、4、5的孔径分布图。图3为实施例6、7、8、9的孔径分布图。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1将0.56g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)加入30ml体积浓度为66.7 %的乙醇水 溶液中，待溶解后加入1.49g PEG4000，在40°C下进行超声处理至完全溶解，然后加入 2.36g的异丙醇铝，再超声处理30min，最后滴加氨水调其pH = 10，形成先驱体凝胶， 将该先躯体凝胶于50°C水浴中老化8h至凝胶完全，得湿凝胶；将所得湿凝胶的上层清液 除去，然后在80°C下干燥10h，得干凝胶，最后在马弗炉中550°C下焙烧6h，升温速率为 50C /min,得到双介孔分布的Al2O3，其性质见表1。实施例2将0.56g CTAB加入30ml体积浓度为66.7 %的乙醇-水混合溶液中，待溶解后加入1.50g的PEG20000，在50°C超声处理至完全溶解，然后加入2.36g的异丙醇铝，再超 声处理30min，滴加氨水调其pH= 10，形成先驱体凝胶，将该先躯体凝胶于50°C水浴中 老化8h至凝胶完全。将所得凝胶的上层清液除去，然后在80°C下干燥12h得干凝胶， 最后在马弗炉中程序升温到600°C焙烧3h，升温速率为5°C/min，得到具有双介孔分布的 Al2O3，其性质见表1。实施例3将0.64g CTAB加入28ml体积浓度为55.6 %的乙醇-水混合溶液中，待溶解后再 加入2g的PEG-PPG-PEG，50°C超声处理至完全溶解，然后加入2.36g的异丙醇铝，再超 声处理lh，滴加氨水7ml，形成先驱体凝胶，将该先躯体凝胶于50°C水浴中老化12h至 凝胶完全。将所得凝胶的上层清液除去，然后在80°C下干燥15h得干凝胶，最后在马弗 炉中程序升温到650°C焙烧2h，升温速率为5°C/min，得到具有双介孔分布的Al2O3，其 性质见表1。实施例4将0.64g CTAB加入28ml体积浓度为55.6 %的乙醇-水混合溶液中，待溶解后再 加入1.04g的PEG-PPG-PEG，50°C超声处理至完全溶解，然后加入2.36g的异丙醇铝， 再超声处理lh，滴加氨水7ml，形成先驱体凝胶，将该先躯体凝胶于50°C水浴中老化12h 至凝胶完全。将所得凝胶的上层清液除去，然后在80°C下干燥15h得干凝胶，最后在马 弗炉中程序升温到650°C焙烧2h，升温速率为5°C /min,得到具有双介孔分布的Al2O3， 其性质见表1。实施例5 将0.64g CTAB加入28ml体积浓度为55.6 %的乙醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双介孔分布的Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，其特征在于所述Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］的小介孔分布在３．４～３．８ｎｍ之间，大介孔分布在９．８～２４．５ｎｍ之间，比表面积为２３９～３４７ｍ↑［２］／ｇ，孔容为０．４８～１．１４ｃｍ↑［３］／ｇ。

【技术特征摘要】
1.一种具有双介孔分布的Al2O3，其特征在于所述Al2O3的小介孔分布在3.4 3.8nm 之间，大介孔分布在9.8 24.5nm之间，比表面积为239 347m2/g，孔容为0.48 1.14cm Vg ο2.根据权利要求1所述的一种具有双介孔分布的Al2O3的制备方法，其特征包括如下 步骤(1)将摩尔比为4.54 20.45 1的十六烷基三甲基溴化铵与非离子表面活性剂加入 到体积百分浓度为55.6% 66.7%的乙醇水溶液中，制成混合物，所述十六烷基三甲基 溴化铵与所述乙醇水溶液的质量比为0.02 0.025 1 ；(2)将所述混合物在40 50°C下超声处理待完全溶解后，加入异丙醇铝，所述异丙 醇铝与所述十六烷基三甲基溴化铵的摩尔比为1 0.13 0.15，再继续超声处理0.5 Ih,调节pH = 10,水浴，在50 60°C下，老化8 24h得湿凝胶；(3)除去上层清液，在80°C下干燥10 15h得干凝胶，然后将干凝胶焙烧，得到 具有双介孔分布的Al2O3，所述Al2O3的小介孔分布在3.4 3.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭翠梨，张金利，彭翠娜，张晓芳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]