专利名称：一种制备大比表面积氧化铝的方法
技术领域：
本发明涉及无机合成和应用领域，具体地说，本发明涉及一种高比表面积的氧化铝的制备方法。
背景技术：
氧化铝由于具备优异的物理化学性能，被广泛应用于机械、冶金、石油、化工、电子、光学、航空航天等各个领域。在工业催化方面，氧化铝更是一种优良的催化剂载体，但由于比表面积小、孔容小、平均孔径较大等缺点，使其严重制约着其作为载体的催化效果。目前，氧化铝的制备方法主要有以下几种:溶胶凝胶法；碳酸分解法和中和法。专利CN 102515232A公开了一种氧化铝的制备方法，该方法利用溶胶凝胶法制备大比表面积的氢氧化铝超细晶体粉末，煅烧后得到超细a-氧化铝球形粉末，但由于所使用的铝源是乙醇铝等有机醇铝，价格较为昂贵，因此生产成本较高。专利CN 101774618A公开了另外一种氧化铝的制备方法，该方法利用碳酸氢钠分解铝酸钠溶液，制得的氧化铝比表面积最高为201m2/g，孔容为0.32cm3/g，平均孔径为3.27nm ;该方法工艺简单，操作方便，但缺点是比表面积偏小，且原料偏铝酸钠价格较高，成本高。专利CN 101993102A公开了又一种氧化铝的制备方法，该方法采用偏铝酸钠和氯化铝的酸碱中和法，制得的氧化铝比表面积最高为315.9m2/g，孔容为0.29cm3/g，孔径为3.95nm，但缺点是偏铝酸钠价格昂贵，生产成本较高。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明采用无机铝盐氯化铝为铝源，采用溶胶-凝胶和水热法制备具有闻比表面积的氧化招载体。本发明方法包括如下步骤:a)在20_50°C下，将氯化铝固体溶于浓度为0.1-0.5mol/L的月桂酰基谷氨酸钠水溶液，得到l_5mol/L的氯化铝溶液；b)在氯化铝溶液中加入氨水或氨水与有机胺的混合溶液，调节PH值为7-8，使得溶液中Al3+:0H_:月桂酰基谷氨酸根离子的摩尔比为1:0.05-3:1.5-7.5 ;在20_501:下将上述溶液静置3-5h ；c)将静置后的溶液在反应釜中晶化，晶化温度为100_140°C，晶化时间为24_96h ；d)将所得晶化液过滤、洗涤，在500-700°C的马弗炉中焙烧，焙烧时间为4_6h，得到固体氧化铝。在本发明方法中，步骤a)中月桂酰基谷氨酸钠水溶液的浓度优选为0.276-0.414mol/L，氯化铝溶液的浓度优选为l_2mol/L。
步骤b)中，优选在持续搅拌下加入氨水或氨水与有机胺的混合溶液，搅拌时间优选为l-2h ；其中，所述氨水的质量分数为10%_25% ;有机胺可为乙胺，乙二胺，丙胺，盐酸羟胺中的一种或多种；
其中，溶液中Al3+:0H_:月桂酰基谷氨酸根离子的摩尔比优选为1:0.5-1:1.5-2.0，更优选为 1:0.58:1.75。步骤c)中，所述反应釜优选采用聚四氟乙烯反应釜，晶化温度优选为100_120°C，晶化时间优选为48-72小时。步骤d)中，焙烧温度优选为550°C，焙烧时间优选为4小时。通过本发明方法制得的氧化铝比表面积可达到240_400m2/g。本发明方法具有以下有益效果:采用溶胶凝胶和水热合成法制备氧化铝，具备工艺简单，操作方便，生产成本低等优点，上述步骤均得到大比表面积的氧化铝，孔容达到
0.4-0.6cm3/g ;所采用的氨基酸型表面活性剂月桂酰基谷氨酸钠属于环境友好型催化剂，具有降解迅速、安全等特点。本发明提供的制备大比表面氧化铝的方法较现有技术具有显著的优势，制得的氧化铝在催化领域、吸附分离领域具有广泛的应用前景。
具体实施例方式以下实施例将有助于进一步解释本发明，但不用于限制本发明的内容。本发明中所用试剂均为市售产品。实施例一在35°C下称取11.64g月桂酰基谷氨酸钠，溶于120ml去离子水中形成胶束，缓慢加入4.6g氯化铝。用质量分数为25wt.%氨水调节溶液PH为7，在35°C下老化5个小时，将其装入晶化反应釜中，在1 00°C晶化72小时，产物经抽滤、洗涤、干燥后，在600°C下焙烧4小时，得到氧化铝，比表面积为280m2/g，孔容为0.47cm3/g，平均孔径为4.2nm。实施例二在25°C下称取11.64g月桂酰基谷氨酸钠，溶于80ml去离子水中形成胶束，缓慢加入4.6g氯化铝。用质量分数为25wt.%氨水调节溶液PH为7，在25°C下老化3个小时，将其装入晶化反应釜中，在100°C晶化72小时，产物经抽滤、洗涤、干燥后，在550°C下焙烧4小时，得到氧化铝，比表面积为240m2/g，孔容为0.4cm3/g，平均孔径为3.7nm。实施例三在40°C下称取11.64g月桂酰基谷氨酸钠，溶于120ml去离子水中形成胶束，缓慢加入4.6g氯化铝。用质量分数为IOwt.%氨水和盐酸羟胺的混合溶液调节溶液PH为7，在40°C下老化4个小时，将其装入反应釜中，在120°C晶化48小时，产物经抽滤、洗涤、干燥后，在600°C下焙烧4小时，得到氧化铝比表面积为285m2/g，孔容为0.48cm3/g，平均孔径为
4.4nm。实施例四在30°C下称取11.64g月桂酰基谷氨酸钠，溶于80ml去离子水中形成胶束，缓慢加入4.6g氯化铝。用质量分数IOwt.%氨水和二乙胺的混合溶液调节溶液PH为7，在30°C下老化5个小时，将其装入反应釜中，在120°C晶化48小时，产物经抽滤、洗涤、干燥后，在550°C下焙烧4小时，得到氧化铝，比表面积为310m2/g，孔容为0.51cm3/g，平均孔径为3.86nm。对比例一在70。C、400rpm持续搅拌下，向30ml的4.0moI/L的NaAlO2溶液中(含CTAB，即十六烷基三甲基溴化铵21.6g)，加入1.2mol/L的NaHCO3溶液330ml，控制NaHCO3 =NaAlO2质量比为1.1:1。恒温搅拌6h，过滤并洗涤，所得固体在650° C马弗炉中煅烧3h，制得氧化铝，比表面积为201.lm2/g，孔容为0.32cm3/g，平均孔径为3.27nm。对比例二在60。C、600rpm持续搅拌下，向150ml的0.5mol/L的NaAlO2溶液中，缓慢加入60ml0.5mol/L的AlCl3溶液，控制两种铝盐的分子比为2.5:1, PH=Il时，加入4.2g模板剂甲基纤维素粉末(浓度为20g/L)，恒温搅拌lh，80° C陈化Ih，真空过滤、洗涤、150° C干燥6h，在500° C煅烧4h，得到氧化铝，比表面积为212.lm2/g，孔容为0.29cm3/g,平均孔径为 3 63nm。
权利要求
1.一种制备氧化铝的方法，其特征在于，包括如下步骤: a)在20-50°C下，将氯化铝固体溶于浓度为0.1-0.5mol/L的月桂酰基谷氨酸钠水溶液，得到l-5mol/L的氯化铝溶液； b)在氯化铝溶液中加入氨水或氨水与有机胺的混合溶液,调节PH值为7-8，使得溶液中Al3+:OH_:月桂酰基谷氨酸根离子的摩尔比为1:0.05-3:1.5-7.5 ;20-50°C下将上述溶液静置3_5h ； c)将静置后的溶液在反应釜中晶化，晶化温度为100-140°C，晶化时间为24-96h； d)将所得晶化液过滤、洗涤，在500-700°C的马弗炉中焙烧，焙烧时间为4-6h，得到固体氧化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中月桂酰基谷氨酸钠水溶液的浓度为 0.276-0.414mol/L。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤a)氯化铝溶液的浓度为l-2mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中，在持续搅拌下加入氨水或氨水与有机胺的混合溶液，搅拌时间为l_2h。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)中，所述氨水的质量分数为10%-25%。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤b)中，有机胺为乙胺，乙二胺，丙胺，盐酸羟胺中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤b)的溶液中Al3+=OH-:月桂酰基谷氨酸根离子的摩尔比为1:0.5-1:1.5-2.0。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c)中，所述反应釜采用聚四氟乙烯反应爸，晶化温度为100-120°C，晶化时间为48-72小时。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)中，焙烧温度为550°C，焙烧时间为4小时。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所制得的氧化铝比表面积为240-400m2/g。
全文摘要
一种制备氧化铝的方法，其特征在于，包括步骤在20-50℃下，将氯化铝固体溶于浓度为0.1-0.5mol/L的月桂酰基谷氨酸钠水溶液，得到1-5mol/L的氯化铝溶液；在氯化铝溶液中加入氨水或氨水与有机胺的混合溶液，调节pH值为7-8，使得溶液中Al3+OH-月桂酰基谷氨酸根离子的摩尔比为1:0.05-3:1.5-7.5；20-50℃下将上述溶液静置3-5h；将静置后的溶液在反应釜中晶化，晶化温度为100-140℃，晶化时间为24-96h；将所得晶化液过滤、洗涤，在500-700℃的马弗炉中焙烧，焙烧时间为4-6h，得到固体氧化铝。所得γ-氧化铝比表面积可达240-400m2/g。
文档编号C01F7/30GK103112878SQ20121058766
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者王丽萍, 图亚, 李长江, 张万德, 张文广, 张玉明, 黄涌波 申请人:中国神华能源股份有限公司