[发明专利]一种利用分子自组装制备γ-Al2O3的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用分子自组装制备γ-Al₂O₃的方法，属于材料化学制备技术领域。

背景技术

γ-Al₂O₃是现代炼油化工技术领域应用最广泛的催化剂载体，也可直接用作醇类脱水制烯烃催化剂、汽车尾气净化剂、石油裂解催化剂的粘结剂、分子筛、以及环境重金属吸附剂等，目前在石油化工、精细陶瓷、耐火材料、微电子、环保等行业得到广泛应用。

目前，氧化铝的制备方法较多，CN1323741A采用氢氧化钠碱熔铝土矿工艺来制备氧化铝；CN1243101A通过采用铝溶胶制备、热处理及烘干、焙烧等步骤制备出γ-Al₂O₃；CN1401575A介绍了采用溶胶-凝胶法和超临界流体干燥法，经900℃焙烧制备γ-Al₂O₃颗粒；CN1420082A采用偏铝酸钠为铝源，通入CO₂混合气来制备氧化铝；CN101880050A介绍了采用氢氧化钠、水、催化剂、三甲胺和铝片在120～180℃反应后，经高温焙烧得到三氧化二铝；CN101829552A介绍了以硝酸铝为铝源，采用均匀沉淀法制备氧化铝。

然而，不同的原料、方法和工艺路线可以制备出性质不同的γ-Al₂O₃。分子自组装方法，主要是利用嵌段非离子表面活性剂的结构导向作用，通过与目标分子之间形成的氢键、范德华力等非化学建立的弱作用力而自动合成有序有组织的产品，以此来控制最终产物的分子结构。

本发明正是利用分子自组装这一原理，采用分子自组装方法来制备γ-Al₂O₃，进而实现结构可控有序的γ-Al₂O₃，为γ-Al₂O₃的制备提供了一种可行的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用分子自组装制备γ-Al₂O₃的方法。为γ-Al₂O₃的制备提供了一种新的方法和原料，同时拓宽了聚合氯化铝溶液在材料、催化等领域的应用范围。

本发明的主要技术内容在于：以铝源作为反应物，加入表面活性剂，控制反应温度反应一段时间，充分混合形成澄清的溶液，加热升温至一定温度，加入碱性溶液，反应一段时间后，经过老化、洗涤、水热处理、干燥、焙烧等过程得到γ-Al₂O₃产品。

本发明所采用的铝源可以是是实验室自制的聚合氯化铝，Al_b含量为50～90％；也可以是AlCl₃、Al(NO₃)₃、Al₂(SO₄)₃等不同的铝源，铝溶液的浓度范围0.1～0.5mol/L。

本发明所述的表面活性剂为L64、L65、F68等非离子表面活性剂，浓度为0.1～0.7％。

本发明所述的反应温度范围为20～45℃。

本发明所述的反应时间为24～48h。

本发明所述的碱性溶液可以为氨水或者氢氧化钠溶液，碱液浓度为2～6％。

本发明所述的老化时间为6～24h。

按照本发明提供的方法，所述分离为本领域的公知技术，如过滤或离心分离的方法。

按照本发明提供的方法，所述洗涤、干燥和焙烧方法为制备拟薄水铝石惯用方法。如可以用烘干、鼓风和冷冻干燥的方法。焙烧温度为450～750℃。

本发明提供的方法制备出的γ-Al₂O₃可用作吸附剂和催化剂载体。

具体实施方式

下面结合本发明的制备方法，说明本发明的具体实施方式。

实例1：

在0.2mol/L聚合氯化铝溶液中，恒温40℃下加入L64表面活性剂，反应36h，得到澄清的溶液，然后滴加0.5mol/L氨水，产生白色沉淀，静置老化15h，用冷冻离心机离心、过滤，并用去离子水洗涤滤饼，然后将滤饼放入100℃干燥箱中烘干6h，再在500℃下焙烧8h，即得γ-Al₂O₃产品。

实例2：