高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃及其制备方法技术

一种高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃及其制备方法，该玻璃的组成为xGa-(1-x)Al-PO4，0300m2/g，平均介孔直径dp=1.0～20.0nm，可以作为一种光学增益及催化剂的载体运用在光电子领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃，尤其是一种。
技术介绍
介孔材料由于具有一系列独特的性质，如较高比表面积、较大且连续可调的孔径等，使其在化工、医药、环境保护、纳米功能材料等领域得到了广泛的研究和应用。使用水热法制备的介孔材料为粉体，限制了它们在光学方面的应用，而通过溶胶凝胶法制备的具有透明光学性质的介孔材料多局限于硅酸盐体系，由于大多数非硅前驱体水解过快等因素，非硅体系的透明介孔材料合成一直是一个挑战。磷酸铝基体系的介孔材料，与SiO2体系相比，该体系玻璃结构网络中具有Al3+和Ga3+ (P5—)等更为活性的基团，在作为 催化载体等方面具有更强的活性，成为一族非常热门的介孔材料体系。发展一种具备光学均匀性优良的磷酸铝基玻璃很可能广泛的运用在催化剂，催化剂载体以及光电子领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。由于以往的专利技术和研究均没有该组分的介孔玻璃报道，本专利技术制备的介孔铝镓磷酸盐玻璃具有高玻璃转变温度、高稳定性，高比表面积以及介孔孔径。该玻璃可以作为一种光学增益及催化剂的载体运用在光电子领域。本专利技术的技术解决方案如下一种高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃，其特点在于该玻璃组成为XGa-(1-X)Al-PO4,X的取值范围为0〈x〈0. 3，铝、镓合计和磷的摩尔比为1:1，比表面积>300m2/g，典型的平均介孔直径的范围1. 0 20. Onm。上述高比表面积铝镓磷酸盐介孔玻璃的溶胶凝胶制备方法，该方法包括如下步骤①在室温下配置乳酸铝、硝酸镓和正磷酸H3PO4的混合水溶液，选定X的取值，所述的乳酸铝、硝酸镓之和与正磷酸的摩尔比为1:1，乳酸铝、硝酸镓和正磷酸的溶液浓度范围均为 0. 05 2. OmoI/L ；②采用稀氨水调节该混合水溶液的pH，该pH的取值范围为2. 00 4. 00 ;③将所述的混合水溶液在室温下，搅拌均匀；④将搅拌后的混合水溶液转移至带盖的玻璃表面皿中，室温下静置f 14天；⑤将静置后的溶液放入烘箱中干燥I 8天，干燥温度为50 100°C得到样品；⑥将所述的样品置于坩埚中，在马弗炉中进行烧结，烧结温度范围为400°C 800°C，并在烧结温度下保温4小时以上，得到无色透明高比表面积的铝镓磷酸盐介孔玻3 。所述的乳酸铝原料采用市场用乳酸铝或者分析纯粉体，硝酸镓原料采用分析纯粉体，正磷酸溶液的配置采用浓磷酸稀释至0. 5 2mol/L。所述的稀氨水采用质量比25%的浓氨水稀释至0. 5飞mol/L。本专利技术的技术效果如下经测试证明该玻璃具有玻璃转变温度Tg ^ IOOO0C、比表面积SBET>300m2/g，平均介孔直径dp=l. 0 20. Onm，说明该玻璃是高比表面积的介孔玻璃。本专利技术制备的介孔铝镓磷酸盐玻璃具有高玻璃转变温度、高稳定性，高比表面积以及介孔孔径。该玻璃可以作为一种光学增益及催化剂的载体运用在光电子领域。该铝镓磷酸盐体系玻璃具有良好的光学均匀性和透过性，与SiO2体系相比，该体系玻璃结构网络中具有Al3+和Ga3+(P5—)等更为活性的基团，在光催化载体等方面有望具有更强的活性。附图说明图1是本专利技术高比表面积介孔铝镓磷酸盐从干凝胶到玻璃热处理过程的热重分析图谱-Thermal Gravity analysis (TG)和差热分析法(Differential ThermalAnalysis) (DTA)曲线(实施例2的样品)。图2是本专利技术高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃的差示扫描量热法-DifferentialScanning Calorimetry (DSC)曲线(实施方案 3 的样品)图3是本专利技术高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃的氮气吸附-解吸附曲线(实施例1的样品)。 图4是本专利技术高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃的介孔孔径分布曲线。(实施例1的样品)具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不能以此限制本专利技术的保护范围。实施例1 :分别将乳酸铝98at%和硝酸镓2at%合计0. 004mol加入16ml去离子水中，在磁力搅拌器搅拌下加入0. 004mol的正磷酸溶液。再用0. 50mol/L的稀氨水调节pH=2. 40，然后运用磁力搅拌器搅拌2小时。将搅拌后的溶液转移至表面皿中，在室温下静置I天，然后转移至50°C烘箱中干燥2星期。干燥后的样品用刚玉坩埚放至马弗炉中热处理，从室温升温至600°C，并在600°C下保温6小时即可得到无色透明的介孔铝镓磷酸盐玻璃。用Brunauer-Emmett-Teller (以下均简称BET)比表面积测定仪器分析其样品比表面积为515m2/g,介孔平均孔径为8. 59nm.实施例2分别将乳酸铝95at%和硝酸镓5at%合计0. 004mol加入24ml去离子水中，在磁力搅拌器搅拌下加入0. 004mol的正磷酸溶液。再用1. Omol/L的稀氨水调节pH=2. 8，然后运用磁力搅拌器搅拌4小时。将搅拌后的溶液转移至表面皿中，在室温下静置2天，然后转移至70°C烘箱中干燥4天。干燥后的样品用刚玉坩埚放至马弗炉中热处理，从室温升温至650°C，并在650°C下保温8小时即可得到无色透明的介孔铝镓磷酸盐玻璃。用BET比表面积测定仪器分析其成分样品比表面积为388m2/g，介孔平均孔径为8. 29nm.实施例3分别将乳酸铝90at°/4P硝酸镓10at%合计0. 004mol加入32ml去离子水中，在磁力搅拌器搅拌下加入0. 004mol的正磷酸溶液。再用1. 5mol/L的稀氨水调节pH=3. 0，然后运用磁力搅拌器搅拌8小时。将搅拌后的溶液转移至表面皿中，在室温下静置4天，然后转移至85°C烘箱中干燥I星期。干燥后的样品用刚玉坩埚放至马弗炉中热处理，从室温升温至700°C，并在700°C下保温10小时即可得到无色透明的介孔铝镓磷酸盐玻璃。用BET比表面积测定仪器分析0.1Ga-O. 9A1-P04成分样品比表面积为343m2/g,介孔平均孔径为8. 24nm.实施例4分别将乳酸铝99at%和硝酸镓lat%合计0. 004mol加入32ml去离子水中，在磁力搅拌器搅拌下加入0. 004mol的正磷酸溶液。再用2. 5mol/L的稀氨水调节pH=3. 50，然后运用磁力搅拌器搅拌10小时。将搅拌后的溶液转移至表面皿中，在室温下静置8天，然后转移至100°C烘箱中干燥14天。干燥后的样品用刚玉坩埚放至马弗炉中热处理，从室温升温至800°C，并在8·00°C下保温12小时即可得到无色透明的介孔铝镓磷酸盐玻璃。用BET比表面积测定仪器分析成分为0. OlGa-O. 99A1-P04的比表面积为414m2/g，介孔平均孔径为4. 07nm.实施例5分别将乳酸铝99at%和硝酸镓lat%合计0. 004mol加入32ml去离子水中，在磁力搅拌器搅拌下加入0.004mol的正磷酸溶液。再用4mol/L的稀氨水调节pH=4. 00，然后运用磁力搅拌器搅拌10小时。将搅拌后的溶液转移至表面皿中，在室温下静置8天，然后转移至100°C烘箱中干燥14天。干燥后的样品用刚玉坩埚放至马弗炉中热处理，从室温升温至800°C，并在800°C下保温12小时即可得到无色透明的介孔铝镓磷酸盐玻璃。用BET比表面积测定仪器分析成分为0. OlGa-O. 99本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃，其特征在于：该玻璃组成为xGa?(1?x)Al?PO4，x的取值范围为0300m2/g，典型的平均介孔直径的范围1.0～20.0nm。

【技术特征摘要】
1.一种高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃，其特征在于该玻璃组成为XGa-(1-X) Al-PO4, X的取值范围为0〈x〈0. 3，铝、镓合计和磷的摩尔比为1:1，比表面积>300m2/g，典型的平均介孔直径的范围1. O 20. Onm。2.权利要求1所述的高比表面积介孔铝镓磷酸盐玻璃的溶胶凝胶制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤①在室温下配置乳酸铝、硝酸镓和正磷酸H3PO4的混合水溶液，选定X的取值，所述的乳酸铝、硝酸镓之和与正磷酸的摩尔比为1:1，所述的乳酸铝、硝酸镓和正磷酸的溶液浓度范围均为 O. 05 2. OmoI/L ；②采用稀氨水调节该混合水溶液的PH，该pH的取值范围为2.OO 4. OO ;③将所述的混合水溶液在室温下，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，何进，李日红，王焱，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：