CN109967028A - 一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷和无水乙醇充分混合为均相溶液，置于冰水混合物中边搅拌边加入水和HNO3，搅拌回流后冷却得到甲基修饰的SiO2溶胶；利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热，把异丙醇铝加入水中并搅拌，水解后用恒压漏斗将HNO3加入反应后的体系中，充分搅拌回流，得到Al2O3溶胶，将制备的Al2O3溶胶逐滴加入甲基修饰的SiO2溶胶，充分搅拌后得疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶，将制备好的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在低温下真空干燥，焙烧，研磨成粉末后得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。

Description

一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法
技术领域
本发明属于吸附材料技术领域，具体涉及一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法。
背景技术
我国是世界纺织印染业第一大国，每年纺织印染业废水排放量占全国工业废水统计排放量的第5位。印染废水具有排放量大、水质复杂和难生物降解物质含量高等特点，水体中的有机物污染对人类的健康和生态环境造成了严重的危害，如果处理方式不当，污染物则会通过各种途径进入人体和其他生物体内，后果不堪设想，对人体健康和生态环境危害极大，因此印染废水的治理受到人们的重视。
传统的染料废水处理方法有絮凝、氧化、生物法和吸附法等，其中，吸附法是广泛使用的去除染料废水中难降解污染物的有效方法。吸附法主要运用吸附剂具有比表面积大，内部结构复杂，机械强度大，化学性质稳定，环境友好，操作方便、便于再次利用等特点，能处理一些难生物降解有机染料。与此同时，吸附剂一般发生物理吸附，在吸附过程中一般不会产生新的有机化合物，吸附剂也较易获得，从而被广泛应用于染料废水处理。
二氧化硅材料常被作为吸附剂应用在废水中染料的处理。但是传统的二氧化硅材料由于吸附容量和吸附效率低，成本较高，而使其使用范围受到了限制。因此，开发一种吸附容量大、吸附效率高、成本低廉的新型吸附材料是迫在眉睫的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，解决了现有普通Al2O3/SiO2复合材料的吸附效率和吸附容量较低，成本较高的问题。
本发明所采用的技术方案是，
一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.05～0.15毫升的速率加入无水乙醇中，并利用恒温磁力搅拌装置搅拌，得到均相溶液；
步骤2、取一定浓度的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.05～0.15毫升的速率滴加入步骤1得到的均相溶液，搅拌回流2～4h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；
步骤3，利用加热装置将蒸馏水加热至75～85℃，把异丙醇铝加入水中并搅拌1～3h，充分水解后用恒压漏斗向反应后的体系中以每秒0.05～0.15毫升的速率加入HNO3溶液，在80～90℃温度下搅拌回流7.0～12.0h，得到稳定透明的Al2O3溶胶；
步骤4，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0～2:1的比例，将步骤3得到的Al2O3溶胶以每秒0.05～0.15毫升的速率加入步骤2得到的甲基化改性SiO2溶胶，10～45℃下搅拌0.5～1.0h，得到甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶；
步骤5，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶真空干燥3～6天，然后在氮气气氛中，以0.5～5℃/min升温至350～400℃进行焙烧，再以1～10℃/min的速度冷却至室温得到无支撑膜材料，将其研磨成粒径为1～20nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
本发明的其他特征还在于，
步骤1中搅拌时间为0.5～1.5h，搅拌温度为0℃～30℃。
步骤2中正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4～0.6：6.2～13：4.8～12.0：0.04～0.13。
步骤2中搅拌回流的温度为50～75℃。
步骤3中的加热装置为集热式恒温磁力搅拌器，步骤2和步骤3中的HNO3溶液的浓度均为1.0～4.0mol/L。
步骤3中异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：80～160：0.15～0.45。
步骤5中真空干燥的温度为30～60℃，焙烧时间为2～5小时。
本发明的有益效果是，本发明新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，通过对普通Al2O3/SiO2复合材料进行甲基化改性，提高了普通Al2O3/SiO2复合材料对废水中染料的吸附容量和吸附效率，该制备方法简单，有很好的实用价值。
附图说明
图1是本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B和C)和普通Al2O3/SiO2复合材料(A)对染料吸附效率对比图；
图2是本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B和C)和普通Al2O3/SiO2复合材料(A)对染料的吸附容量对比图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明
本发明一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.05～0.15毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在0℃～30℃的条件下，搅拌0.5～1.5h，得到均相溶液，取浓度为1.0～4.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.05～0.15毫升的速率滴加入均相溶液，在50～75℃下搅拌回流2～4h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶，正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇(EtOH)、水、HNO3的摩尔比为1：0.4～0.6：6.2～13：4.8～12.0：0.04～0.13；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至75～85℃，把异丙醇铝加入水中并搅拌1～3h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为1.0～4.0mol/L的HNO3以每秒0.05～0.15毫升的速率加入反应后的体系中，在80～90℃温度下搅拌回流7.0～12.0h，得到稳定透明的Al2O3溶胶，其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：80～160：0.15～0.45。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0～2:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.05～0.15毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶，10～45℃下搅拌0.5～1.0h，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在30～60℃的温度下真空干燥3～6天，然后在氮气气氛中，以0.5～5℃/min升温至350～400℃，焙烧2～5小时，再以1～10℃/min的速度冷却至室温得到无支撑膜材料，将其研磨成粒径为1～20nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
本发明方法制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料，提高了普通Al2O3/SiO2复合材料对废水中染料的吸附容量和吸附效率，降低了成本。
如图1所示，普通Al2O3/SiO2复合材料(A)的吸附效率为63％，本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B)和本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(C)的吸附效率分别为92.7％和96.5％，相比之下，本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B和C)的吸附效率分别提高了29.7％和33.5％。
如图2所示，普通Al2O3/SiO2复合材料(A)的吸附容量为23.625mg/g，本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B)和本发明制备的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(C)的吸附容量为34.76mg/g和36.19mg/g，相比之下，本发明制备新型Al2O3/SiO2复合吸附材料(B和C)的吸附容量分别提高了11.135mg/g和12.565mg/g。
实施例1
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷以每秒0.1毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在30℃的条件下，搅拌0.5h，得到均相溶液，然后取浓度为1.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.1毫升的速率滴加入均相溶液，在50℃下搅拌回流2h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：6.9：5.1：0.073；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至75℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为1.0mol/L的HNO3溶液以每秒0.1毫升的速率加入反应后的体系中，在80℃温度下搅拌回流7.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：80：0.15。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为1:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.1毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶15℃下搅拌0.5h，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在30℃的温度下真空干燥6天，然后在氮气气氛中，以0.5℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以2℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为1nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例2
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷以每秒0.10毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为2.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.10毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.47：7.3：6.3：0.077；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为2mol/L的HNO3溶液以每秒0.10毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：100：0.25。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为1.5:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.10毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧3小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为10nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例3
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷以每秒0.15毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在0℃的条件下，搅拌1.5h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.15毫升的速率滴加入均相溶液，在70℃下搅拌回流3h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.52：7.7：9.5：0.082；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至85℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌2h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3mol/L的HNO3以每秒0.15毫升的速率加入反应后的体系中，在90℃温度下搅拌回流12.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：140：0.35。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为2:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.15毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶35℃下搅拌1h，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料溶胶在50℃的温度下真空干燥4天，然后在氮气气氛中，以4℃/min升温至400℃，焙烧4小时，再以8℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为3nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例4
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.05毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在30℃的条件下，搅拌0.5h，得到均相溶液，然后取浓度为4.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.05毫升的速率滴加入均相溶液，在50℃下搅拌回流2h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：6.9：10.8：0.073；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至75℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为4.0mol/L的HNO3以每秒0.05毫升的速率加入反应后的体系中，在80℃温度下搅拌回流7.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：100：0.15。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.2:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.05毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶15℃下搅拌0.5h，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在30℃的温度下真空干燥6天，然后在氮气气氛中，以0.5℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以2℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为6nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例5
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.08毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.08毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.47：7.3：8.9：0.077；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.08毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：120：0.25。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.5:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.08毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为11nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例6
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.10毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在0℃的条件下，搅拌1.5h，得到均相溶液，然后取浓度为2.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.10毫升的速率滴加入均相溶液，在70℃下搅拌回流3h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.52：7.7：8.2：0.082；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至85℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌2h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为2.0mol/L的HNO3以每秒0.10毫升的速率加入反应后的体系中，在90℃温度下搅拌回流12.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：120：0.35。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.8:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.10毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶35℃下搅拌1h，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的新型Al2O3/SiO2复合吸附材料溶胶在50℃的温度下真空干燥4天，然后在氮气气氛中，以4℃/min升温至400℃，焙烧4小时，再以8℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为13nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例7
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.05毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为1.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.05毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：6.2：4.8：0.04；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为1.0mol/L的HNO3以每秒0.05毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：80：0.15。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.1:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.05毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为11nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例8
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.06毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为2.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.06毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.6：6.2：4.8：0.04；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为2.0mol/L的HNO3以每秒0.06毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：100：0.15。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.3:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.06毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为14nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例9
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.07毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.07毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.5：12.7：12.0：0.13；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.07毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：120：0.15。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.6:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.07毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为8nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例10
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.11毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.11毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：11.7：11.5：0.12；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.11毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：160：0.45。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为1.3:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.11毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为4nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例11
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.09毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.09毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：9.7：10.8：0.10；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.09毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：140：0.3。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0.9:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.09毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为4nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例12
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.14毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.14毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4：13：12.0：0.13；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.14毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：160：0.45。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为1.2:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.14毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为9nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
实施例13
步骤1，将正硅酸乙酯、二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.12毫升的速率加入无水乙醇中，利用恒温磁力搅拌装置在15℃的条件下，搅拌1h，得到均相溶液，然后取浓度为3.0mol/L的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.12毫升的速率滴加入均相溶液，在60℃下搅拌回流2.5h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；其中正硅酸乙酯(TEOS)、二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.6：10.9：9.8：0.09；
步骤2，利用集热式恒温磁力搅拌器将蒸馏水加热至80℃，把称量好的异丙醇铝加入水中并搅拌1.5h，充分水解后用恒压漏斗将浓度为3.0mol/L的HNO3以每秒0.12毫升的速率加入反应后的体系中，在85℃温度下搅拌回流8.0h，便可得到稳定透明的Al2O3溶胶；其中，异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：160：0.45。
步骤3，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为1.3:1的比例，将步骤2得到的Al2O3溶胶以每秒0.12毫升的速率加入步骤1得到的甲基化改性SiO2溶胶25℃下搅拌45min，即得甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶。
步骤4，将制备好的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶在40℃的温度下真空干燥5天，然后在氮气气氛中，以2℃/min升温至350℃，焙烧2小时，再以4℃/min的速度冷却至室温无支撑膜材料，将其研磨成粒径为16nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。

Claims (7)

1.一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷以每秒0.05～0.15毫升的速率加入无水乙醇中，并利用恒温磁力搅拌装置搅拌，得到均相溶液；
步骤2、取一定浓度的HNO3溶液和纯水混合，利用恒压漏斗将混合后的溶液以每秒0.05～0.15毫升的速率滴加入步骤1得到的均相溶液，搅拌回流2～4h后冷却，得到甲基化改性SiO2溶胶；
步骤3，利用加热装置将蒸馏水加热至75～85℃，把异丙醇铝加入水中并搅拌1～3h，充分水解后用恒压漏斗向反应后的体系中以每秒0.05～0.15毫升的速率加入HNO3，在80～90℃温度下搅拌回流7.0～12.0h，得到稳定透明的Al2O3溶胶；
步骤4，按照Al2O3溶胶中Al的摩尔质量与甲基化改性SiO2溶胶中正硅酸乙酯的摩尔质量比为0～2:1的比例，将步骤3得到的Al2O3溶胶以每秒0.05～0.15毫升的速率加入步骤2得到的甲基化改性SiO2溶胶，10～45℃下搅拌0.5～1.0h，得到甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶；
步骤5，将步骤4得到的甲基修饰的疏水性Al2O3/SiO2复合吸附溶胶真空干燥3～6天，然后在氮气气氛中，以0.5～5℃/min升温至350～400℃进行焙烧，再以1～10℃/min的速度冷却至室温得到无支撑膜材料，将其研磨成粒径为1～20nm的粉体可得新型Al2O3/SiO2复合吸附材料。
2.如权利要求1所述的一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中搅拌时间为0.5～1.5h，搅拌温度为0℃～30℃。
3.如权利要求1所述新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中正硅酸乙酯、二甲基二乙氧基硅烷或者二甲基二甲氧基硅烷、无水乙醇、水、HNO3的摩尔比为1：0.4～0.6：6.2～13：4.8～12.0：0.04～0.13。
4.如权利要求1所述的一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中搅拌回流的温度为50～75℃。
5.如权利要求1所述的一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的加热装置为集热式恒温磁力搅拌器，所述步骤2和步骤3中HNO3溶液浓度均为1.0～4.0mol/L。
6.如权利要求1所述的一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中异丙醇铝、水、硝酸的摩尔比为:1：80～160：0.15～0.45。
7.如权利要求1所述的一种新型Al2O3/SiO2复合吸附材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中真空干燥的温度为30～60℃，焙烧时间为2～5小时。
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