專利名稱：一種動態(tài)水熱法制備介孔γ-Al₂O₃的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無機多孔材料制備領域，具體涉及一種動態(tài)水熱法制備介孔Y -Al2O3 的方法。
背景技術：
無機介孔材料大的比表面積和規(guī)則的孔道結構使其具有很高的活性和較大的吸附容量。介孔Y-Al2O3就是其中重要的一種材料。由于介孔Y-Al2O3具有比表面積大、孔徑大小均一及物理化學性能穩(wěn)定等優(yōu)點，而使其作為粘結劑廣泛應用于催化劑載體領域。目前合成介孔氧化鋁的方法分為以下幾種沉淀法、溶膠-凝膠法和晶化法。沉淀法是在含鋁的金屬鹽類的水溶液中加入沉淀劑，以便生成水含氧化物、碳酸鹽的結晶或凝膠。但是，沉淀法反應步驟多，實驗條件難以控制。相較于沉淀法而言，溶膠-凝膠法合成介孔Y-Al2O3的工藝簡單，產(chǎn)物的化學組分均勻性好，且產(chǎn)物粒度均勻且細小。但是溶膠-凝膠法在合成介孔Y-Al2O3方面也存在著不足之處，例如剔除模板劑時焙燒溫度過高、時間過長，產(chǎn)物結晶不完善，粒子之間易發(fā)生自團聚等。晶化法是一種制備高質量(結晶度較高、比表面積較大的)晶體的方法，但它與上述兩種方法一樣屬于一種靜態(tài)的制備方法，這種制備方法不利于反應物質之間充分的接觸并發(fā)生反應，而且一般晶化法的反應時間過長，一般需要24 72小時。并且，靜態(tài)的制備方法不適于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。

發(fā)明內容
為解決現(xiàn)有制備介孔Y-Al2O3的方法所存在的技術問題，包括反應步驟多，實驗條件難以控制，產(chǎn)物結晶不完善，反應時間過長，并且靜態(tài)反應不利于反應物質之間的充分接觸，本發(fā)明提供一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法。一種動態(tài)水熱法制備介孔Y -Al2O3的方法，本方法包括以下步驟在表面活性劑溶液中分別加入無機鋁鹽和沉淀劑將其均勻混合后，連續(xù)攪拌混合液并進行動態(tài)水熱處理，反應結束后將所得產(chǎn)物洗滌焙燒，得到介孔Y-Al2O3 ；所述無機鋁鹽、沉淀劑和表面活性劑三者之間的質量比的范圍是 I 1.4 0.0027 I : 1.4 : 0.4，優(yōu)選為 I : 1.4 : 0.0133;所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯醇、吐溫80、三嵌段共聚物 P123或聚乙二醇，優(yōu)選為十六烷基三甲基溴化銨；所述的無機鋁鹽為硝酸鋁或氯化鋁，優(yōu)選為硝酸鋁；所述的沉淀劑為尿素或氨水,優(yōu)選為尿素。所述水熱處理的溫度條件為100°C 170°C。所述水熱處理的時間為3h 7h。有益效果
I、本發(fā)明所述方法是一種動態(tài)的制備方法，在進行水熱處理時同時對反應物質進行攪拌，可以增加反應物之間的接觸面積，有利于反應的進行，可使反應更充分。2、本發(fā)明通過改變體系中鋁源與沉淀劑之間的含量可以簡單的控制氧化鋁前軀體的形成。3、本發(fā)明采取新的方法對介孔氧化鋁的比表面積進行控制(即通過表面活性劑的用量對表面積進行了控制)，控制了孔徑的分布情況，使孔徑均一，通過改變實驗中的反應物的質量配比、反應溫度、反應時間、焙燒溫度和時間就可以有效的控制介孔氧化鋁的形成。4、現(xiàn)有技術制備介孔Y-Al2O3所需時間長，以晶化法為例，反應時間一般為72小時以上，而晶化時間可以縮短至24小時以內。5、本發(fā)明使用的原料價格低廉，實驗步驟簡單，并且制備周期短，適于大規(guī)模連續(xù)
化生產(chǎn)。


圖I為反應溫度為130°C、150°C、17(TC時的XRD圖譜；
圖2為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-A1,:03的TEM透射電鏡圖3為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-A1,,O3的TEM的電鏡衍射條紋圖
圖4為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-A1,,O3的XRD圖譜；
圖5為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-A1,A的N2-吸附脫附等溫線；
圖6為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-Al2O3的孔徑分布圖7為加入不同表面活性劑時產(chǎn)生的XRD圖譜；
圖8為由本發(fā)明所述方法制備的介孔Y-A1,,O3的小角度XRD圖譜。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I說明本實施方式。將溶有3. 75g硝酸鋁5. 25g尿素的水溶液分別加入到十六烷基三甲基溴化銨溶液 (十六烷基三甲基溴化銨的質量O. Ig)中，其質量比為硝酸鋁尿素十六烷基三甲基溴化銨=I : 1.4 : O. 027，30°C下連續(xù)攪拌lh，使其能夠均勻混合，然后將混合液轉入高壓釜中，并將釜內加入蒸餾水，使其體積為整個釜內膽體積的二分之一(整個內膽的體積為 300mL);然后加熱至170°C并連續(xù)攪拌4h ;反應結束后將反應產(chǎn)物抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，100°C下烘干至恒重，在600°C下焙燒4h，得到Y-Al2O315對產(chǎn)物進行XRD檢測，檢測條件應用X-射線粉末衍射(XRD)完成對樣品的物相分析，CuKa輻射，管電壓40kV，管電流20mA，掃描角度10-80°，掃描速率4° /min。圖I中標注為“170度”的曲線，即為本實施方式的XRD圖譜，此圖譜證明了，本實施方式制備出的產(chǎn)物為Y-Al2O3，特征衍射2 Θ角度為37. 4°、45. 3°、66. 2°。
具體實施方式
二 結合圖2、圖3說明本實施方式，將溶有3. 75g硝酸鋁和5. 25g尿素的水溶液分別加入到十六烷基三甲基溴化銨溶液(十六烷基三甲基溴化銨的質量為O. 05g)中，其質量比為硝酸鋁尿素十六烷基三甲基溴化銨=I : 1.4 : 0.0133，30°C下連續(xù)攪拌lh，使其能夠均勻混合，然后將混合液轉入高壓釜中，并將釜內加入蒸餾水，使其體積為整個釜內膽體積的二分之一(整個內膽的體積為300mL);然后加熱至100°C并連續(xù)攪拌4h ;反應結束后將反應產(chǎn)物抽濾，并用蒸餾水洗滌至中性，100°C下烘干至恒重，分別在500、550°C下焙燒 4h，得到介孔Y-Al2O3的結果列于表1，表I為不同焙燒溫度的介孔氧化鋁的性能。表 I
權利要求
1.一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，本方法包括以下步驟在表面活性劑溶液中分別加入無機鋁鹽和沉淀劑將其均勻混合后，連續(xù)攪拌混合液并進行動態(tài)水熱處理，反應結束后將所得產(chǎn)物洗滌焙燒，得到介孔Y-Al2O3 ；所述無機鋁鹽、沉淀劑和表面活性劑三者之間的質量比的范圍是 I 1.4 O. 0027 I : I. 4 O. 4 ；所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯醇、吐溫80、三嵌段共聚物P123或聚乙二醇；所述的無機鋁鹽為硝酸鋁或氯化鋁；所述的沉淀劑為尿素或氨水。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述水熱處理的溫度條件為100°C 170°C。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述水熱處理的時間為3h 7h。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述的無機鋁鹽為硝酸鋁。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述的沉淀劑為尿素。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種動態(tài)水熱法制備介孔Y-Al2O3的方法，其特征在于，所述無機鋁鹽、沉淀劑和表面活性劑三者之間的質量比為1 : 1.4 : 0.0133。
全文摘要
一種動態(tài)水熱法制備介孔γ-Al2O3的方法屬于無機多孔材料制備領域，為解決現(xiàn)有技術存在的問題如反應步驟多，實驗條件難以控制，產(chǎn)物結晶不完善，反應時間過長，并且靜態(tài)反應不利于反應物質之間的充分接觸。本發(fā)明的方法包括以下步驟在表面活性劑溶液中分別加入無機鋁鹽和沉淀劑將其均勻混合后，連續(xù)攪拌混合液并進行水熱處理，反應結束后將所得產(chǎn)物洗滌焙燒，得到介孔γ-Al2O3。本方法優(yōu)點可使反應更充分，可以簡單的控制氧化鋁前軀體的形成，可以有效的控制介孔氧化鋁的形成，晶化時間可以縮短至24小時以內，制備周期短，適于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號C01F7/30GK102583476SQ20121000535
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月10日
發(fā)明者趙彬, 趙振波 申請人:長春工業(yè)大學