[发明专利]多孔氧化铝微纳米球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体的是涉及一种多孔氧化铝微纳米球及其制备方法。

背景技术

纳米材料(尤其是空心结构的)与其块体材料相比具有密度低、比表面积高、稳定性好、表面渗透能力强和特殊的光学性质等特性而成为材料研究领域内引人注目的方向之一。氧化铝空心结构具有中空的结构，有较大的比表面积，能够吸附和填充颗粒，且其化学稳定性高，特别是当其尺寸减小到纳米尺度时，因其比表面积和孔径大、活性高，可以显著地增进催化效率，充当封装的十分小的反应器，广泛应用于重油大分子的催化裂解、多相催化、化工新型反应器、石化工程中的吸附分离以及固载酶转化、汽车尾气处理中的载体以及药物输送的载体，人工电池的发展以及生物活性剂如蛋白质，酶或脱氧核糖核酸（DNA)的保护等方面。

利用各种方法，人们已经把一系列的材料做成中空球形结构，其中包括:炭，聚合物，金属及其它的无机材料。制备中空微球的主要方法有喷嘴反应过程(nozzle reactor process)、乳液/相分离过程(emuls ion/phase seperation procedure)、可除去核技术(sacrificial core techniques)。后两种方法都可以被广义的归结为模板法，通常被用作核的模板有软模板和硬模板两种，前者充当的是软模板，后者为硬模板。常用的模板主要有：溶致液晶、共聚物中间相、双连续微乳液滴、乳液泡沫、单分散的无机球以及它们的堆积、细菌超分子、聚苯乙烯乳液球。

无机中空球的制备主要以金属氧化物及金属为主，而且，以往的工作大多难以控制，操作过程一般比较复杂，这在很大程度上限制了它们的应用。关于氧化铝核壳、中空球合成的报道却很少见。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，条件易控的多孔氧化铝微纳米球制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种多孔结构的多孔氧化铝微纳米球。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种多孔氧化铝微纳米球制备方法，包括如下步骤：

将乳化剂、正己烷、铝酸钠水溶液混合后进行乳化处理，配制混合乳液；其中，所述乳化剂、正己烷、铝酸钠三者用量比为0.5g：10～40mL：1.0～5.0g；

将所述混合乳液中加入浓度为0.9～1.0mol/L的碳酸氢铵水溶液中进行沉淀反应，待反应完毕后进行固液分析，洗涤、干燥沉淀，得到碱式碳酸铝铵沉淀；

将所述碱式碳酸铝铵沉淀在550～650℃下进行热处理，得到所述多孔氧化铝微纳米球。

以及，一种多孔氧化铝微纳米球，所述多孔氧化铝微纳米球由上述多孔氧化铝微纳米球制备方法而成，所述多孔氧化铝微纳米球为多孔的空心球体或多孔实心球体。

上述多孔氧化铝微纳米球制备方法采用铝酸钠水溶液为铝源，碳酸氢铵为沉淀剂，在W/O/W乳液体系中成功制备出了碳酸铝铵多孔结构的空心或实心微纳米球，再进行热处理得到了氧化铝多孔结构的空心或实心微纳米球。在制备该多孔氧化铝微纳米球的过程中，能灵活通过反应物浓度的调整，实现对空心或实心微纳米球的控制。通过该方法制备的多孔氧化铝微纳米球粒度均匀，结构可调且可控，其制备方法工艺简单，条件易控，对设备要求不高，适合于科学实验和批量生产。

上述多孔氧化铝微纳米球呈多孔结构的空心和实心球形颗粒，其为多孔结构，特别是其为多孔结构的空心球形颗粒时比表面积大，稳定性好、表面渗透能力强。

附图说明

图1为本发明实施例多孔氧化铝微纳米球的制备方法流程图；

图2为本发明实施例多孔氧化铝微纳米球的制备方法只改变正己烷油相的体积用量时所制备多孔氧化铝微纳米球的透射电镜图；其中，图2（a）为正己烷油相的体积用量与乳化剂质量之比为18ml：0.5g时制备的多孔氧化铝微纳米球的透射电镜图；图2（b）为正己烷油相的体积用量与乳化剂质量之比为54ml：0.5g时制备的多孔氧化铝微纳米球的透射电镜图；图2（c）为正己烷油相的体积用量与乳化剂质量之比为72ml：0.5g时制备的多孔氧化铝微纳米球的透射电镜图；