[发明专利]一种一步法制备γ-Al2O3介孔纳米材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机纳米材料制备，特别是一种一步法制备γ-Al₂O₃介孔纳米材料的方法。

背景技术

γ-Al₂O₃是氧化铝的低温稳定相，具有比表面积大、化学稳定性好等特点，且因铝资源丰富、价格低廉，作为一种重要的无机材料，广泛应用于催化剂、催化剂载体、陶瓷、光学、吸附剂及分离等领域。γ-Al₂O₃纳米材料的纯度、结晶度、形貌、比表面积、孔隙率及孔径等，对其应用具有重要影响，参见：氧化铝陶瓷及其复合材料,化学工业出版社,2001。因此，γ-Al₂O₃纳米材料的制备一直为人们所关注。迄今，人们已开发出多种γ-Al₂O₃纳米材料的合成方法，如：气相法(参见：CN01102602.2)制备γ-Al₂O₃，但需要特殊设备和700-900°C的高温条件；模板浸渍法，利用发酵法生产红霉素菌渣(参见：CN201110060443.6)或天然植物葛根(参见：CN200610113015.4)为模板，经浸渍或浸泡、高温煅烧等步骤制备γ-Al₂O₃，不仅耗时，且高温煅烧是必不可少的步骤；自蔓延燃烧法(参见：CN201110390852.2)，即耗费大量的甘氨酸资源，且制备效率不高；喷雾干燥法(参见：CN93108631.0、CN00134392.0、CN200410155479.2),喷雾干燥得到前驱物需在高温下煅烧才能转变为γ-Al₂O₃；溶液法制备γ-Al₂O₃纳米材料，包括沉淀法、溶胶-凝胶法和微乳液法等，但制备产物均为含铝的沉淀物、薄母石和拟薄水铝石等前驱物，仍需高温煅烧才能转变为γ-Al₂O₃[参见：CN200810060091.2；CN200410070144.0；无机材料学报,1994,9(4):475；Adv.Sci.Technol.,1999,14:49；J.Non-crystalline Solids,1992,147&148:598]。γ-Al₂O₃纳米材料制备的相关文献中，水热/溶剂热法是文献量最大的制备方法，但直接制备的产物通常是γ-AlOOH，经煅烧后，可转变为相同形貌的γ-Al₂O₃纳米材料(参见：CN201110277444.6、CN201210047310.X、CN201110068751.3)。现有专利文献中，除了以拟薄水铝石或三水氧化铝为原料，直接制备γ-Al₂O₃材料(参见：CN01114174.3、CN96122106.2)之外，γ-Al₂O₃纳米材料的制备均包含了前驱物的制备和煅烧过程，且孔性纳米材料的制备常需加入模板剂等辅助试剂(参见：CN201210120770.0、CN201110404292.1、CN201110273166.7、CN200710048718.8、CN200610125561.X、CN200410050745.5、CN98119913.5)。

由上述可见，人们虽已开发出多种方法制备γ-Al₂O₃纳米材料，但仍尚难实现γ-Al₂O₃纳米材料的一步制备，且稳定剂和模板剂等辅助试剂的去除亦可能破坏材料的均匀性、降低比表面积和改变材料形貌。因此，开发低能耗、环境友好、方法简单、设备要求较低和适宜于规模化生产的介孔γ-Al₂O₃纳米材料的制备方法，仍是满足γ-Al₂O₃纳米材料应用需求的技术关键之一。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，提供一种一步法制备γ-Al₂O₃介孔纳米材料的方法，该制备方法工艺简单、设备要求较低、能耗低、环境友好，适于规模化生产。

本发明的技术方案：