CN101269829A - 一种大比表面积的γ－Al2O3材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大比表面积γ－Al2O3材料及其制备方法，将异丙醇铝、半氟表面活性剂、H2O和NH3·H2O按质量配比1∶0.05－0.1∶40－60H2O∶4－6，或异丙醇铝∶异丙醇∶H2O为1∶40－60∶40－60，异丙醇和牛奶为3－5∶1反应，在600℃灼烧得到，半氟表面活性剂分子式为：(CF2)x(EO)y(CF2)z，其中：x＝1－25，y＝1－106，z＝0－25；γ－Al2O3BET为357m2/g，孔容为0.74cm3/g，平均孔径在6nm～9nm左右，大大提高了γ－Al2O3的比表面积，降低了合成成本，材料在石油化工和化学工业研究和生产上具有广泛的应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种用半氟表面活性剂或牛奶为模板剂合成的大比表面积γ-Al2O3材料及其制备方法。
技术背景
由于Al2O3具有一定的表面酸性、比较高的比表面积、吸附性能以及热稳定性好等特性作为吸附剂、催化剂以及催化剂载体在化工过程中占有重要的地位，被广泛的应用于裂化、加氢裂化和原油脱硫等领域，所以Al2O3的合成也成了人们的研究热点之一[1-4]。众所周知Al2O3至少有7种晶态，在这些晶态中γ-Al2O3对于催化应用来说是最重要的。一般认为，γ-Al2O3的比表面积和孔容这两个参数高时，其活性高.但是通常所报道的γ-Al2O3多由氢氧化铝勃姆石在400℃～700℃下煅烧脱水制得，比表面积低于250m2/g，并且孔容低于0.5cm3/g，这限制了其在工业中的应用。
近年来，研究工作者把目光投向了利用表面活性剂为模板合成具有介孔的γ-Al2O3，并取得了一定的成果。但目前的报道普遍在合成过程中使用有机溶剂如各种醇，以及比较昂贵的铝源，造成了制备成本的提高。也限制了在实际生产中的应用[5-6]。
发明内容
本发明的目的是使用模板剂半氟表面活性剂或牛奶合成具有大比表面积的γ-Al2O3材料。
本发明的制备方法如下：
首先将的半氟表面活性剂溶于水中，搅拌至澄清，然后加入异丙醇铝，在室温下搅拌4小时，再加氨水，继续搅拌一天，装入反应釜，在100℃晶化1天，将得到的粉末在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3，原料按质量配比如下：1异丙醇铝∶0.05-0.1半氟表面活性剂∶40-60H2O∶4-6NH3·H2O；半氟表面活性剂为具有下面分子结构的物质：(CF2)x(EO)y(CF2)z，其中：x＝1-25，y＝1-106，z＝0-25；
或将异丙醇铝溶于异丙醇中，在45-80℃下搅拌10-20小时至溶解，加入牛奶和水，继续搅拌4小时，装入反应釜，在80℃晶化3天，将得到的粉末，在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3，原料按质量配比如下：1异丙醇铝∶40-60异丙醇∶40-60H2O，异丙醇和牛奶的质量比3-5∶1。
用本方法制备的γ-Al2O3材料，它的BET为225m2/g-357m2/g，孔容为0.59cm3/g-0.74cm3/g，孔分布在6-9nm左右，大大提高了γ-Al2O3的比表面积并且降低了合成成本，本发明的材料在石油化工和化学工业研究和生产上具有广泛的应用范围。
附图说明
图1、HAS-1的XRD谱图。
图2HAS-1的N2吸附-脱附等温线和BJH孔径分布。
图3HAS-3的XRD谱图。
图4HAS-3的N2吸附-脱附等温线和BJH孔径分布。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明的技术特点，但这些实施例不能限制本发明。
实施例1
利用FSO半氟表面活性剂合成大比表面积γ-Al2O3
首先将一定量的半氟表面活性剂CF3(CF2)4(EO)10OH(FSO-100杜邦公司)溶于一定量的水中，搅拌至澄清，然后加入异丙醇铝。将上述物质在室温搅拌4小时，再加入适量氨水，继续搅拌一天，装入反应釜，在100℃晶化1天后取出的粉末样品，在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3。此样品命名为HSA-1。原料的配比如下：1Al2O3/0.05-0.1FSO-100/40-60H2O/4-6NH3·H2O。
如图1所示，HSA-1的XRD谱图与标准的γ-Al2O3XRD谱图相一致，说明该样品具有γ-Al2O3的晶相。此外，从谱峰宽化的现象上可以推断此样品的粒度比较小，预示其会有较大的比表面积，并且从后面N2吸附的结果也得到了证实。图2给出了HSA-1的N2吸附-脱附等温线和BJH孔分布，它的BET为357m2/g，孔容为0.74cm3/g，孔分布比较宽，主要分布在9nm左右。
实施例2
利用FSN半氟表面活性剂合成大比表面积γ-Al2O3
首先将一定量的半氟表面活性剂CF3(CF2)5(EO)14OH(FSN-100杜邦公司)溶于一定量的水中，搅拌至澄清，然后加入异丙醇铝。将上述物质在室温搅拌4小时，再加入适量氨水，继续搅拌一天，装入反应釜，在100℃晶化24小时后取出的粉末样品，在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3。此样品命名为HSA-2。原料的配比如下：1Al2O3/0.05-0.1FSN-100/40-80H2O/4-6NH3·H2O。
实施例3
利用牛奶为模板合成大比表面积γ-Al2O3
将一定量的异丙醇铝[(C3H7O)3Al]溶于一定量的异丙醇中，在45℃-80℃下搅拌10-20小时至溶解，加入适量牛奶，继续搅拌4小时，装入反应釜，在80℃晶化3天后取出的粉末样品，在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3。此样品命名为HSA-3。原料的配比如下：1Al2O3/40-60异丙醇/40-60H2O，异丙醇与牛奶的质量比在3-5左右。
图3中HSA-3的XRD谱图与标准的γ-Al2O3XRD谱图相一致，说明该样品具有γ-Al2O3的晶相。此外，从谱峰宽化的现象上可以推断此样品的粒度比较小，预示其会有较大的比表面积，并且从后面N2吸附的结果也得到了证实。图4给出了HSA-3的N2吸附-脱附等温线和BJH孔分布，样品的BET表面积为225m2/g，孔容为0.59cm3/g。孔分布比较宽，主要分布在6nm左右。
Claims (2)
1. 一种大比表面积的γ-Al2O3材料制备方法，其特征在于：
本发明的制备方法如下：
首先将半氟表面活性剂溶于水中，搅拌至澄清，然后加入异丙醇铝，在室温下搅拌4小时，再加氨水，继续搅拌一天，装入反应釜，在100℃晶化1天，将得到的粉末在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3，原料按质量配比如下：1异丙醇铝∶0.05-0.1半氟表面活性剂∶40-60H2O∶4-6NH3·H2O；半氟表面活性剂为具有下面分子结构的物质：(CF2)x(EO)y(CF2)z，其中：x＝1-25，y＝1-106，z＝0-25；
或将异丙醇铝溶于异丙醇中，在45-80℃下搅拌10-20小时至溶解，加入牛奶和水，继续搅拌4小时，装入反应釜，在80℃晶化3天，将得到的粉末，在600℃灼烧4小时即得到γ-Al2O3，原料按质量配比如下：1异丙醇铝∶40-60异丙醇∶40-60H2O，异丙醇和牛奶的质量比3-5∶1。
2. 根据权利要求1所述的制备方法制备的一种大比表面积的γ-Al2O3材料，其特征在于：它的比表面积为225m2/g-357m2/g，孔容为0.59cm3/g-0.74cm3/g，孔分布在6-9nm。
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