[发明专利]有规则孔径分布的介孔NiAl10O16材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有规则孔径分布的介孔NiAl₁₀O₁₆材料的制备方法，属于无机纳米材料技术领域。

背景技术

按照国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义，多孔材料可以根据它们孔直径的大小分为三类：孔径小于2 nm的材料为微孔材料（microporousmaterials）；孔径在2-50 nm的材料为介孔材料（mesoporous materials）；孔径大于50 nm的材料为大孔材料（macroporous materials）。由于介孔材料具有允许分子进入的更大的内表面和孔穴,所以可以处理较大的分子或基团,因此该类材料的使用为重油、渣油的催化裂化开辟了新天地。由于量子尺寸效应及界面耦合效应的影响,获得的有序介孔异质复合材料,将具有奇异的物理、化学性能。在较大的介孔分子筛孔道中进行生物有机化学模拟也成为可能;此外,在局部氧化、完全燃烧、NOx降解、加氢脱硫过程、光催化降解有机物以及固体酸催化、吸附分离等领域也引起了人们的广泛关注。该类材料必将在化学、光电子学、电磁学、材料学、环境学等诸多领域有巨大的潜在应用前景。

关于NiAl₁₀O₁₆ 报道并不多，Journal of Solid State Chemistry 58, (1985) 383-397中通过在1150 ℃煅烧Al₂O₃-NiO氧化物制得NiAl₁₀O₁₆  亚稳态相，并利用透射电镜分析了NiAl₁₀O₁₆ 微观结构。Applied Catalysis A: General 368，(2009) 105–112中用γ-Al₂O₃ 浸渍不同浓度的硝酸镍制备粗2-乙基己醇加氢催化剂的过程中发现当镍的含量大于9.1% （wt%）时，在750-800 ℃煅烧生成NiAl₁₀O₁₆。并对比了无定形NiO、晶体NiO、NiAl₂O₄ 还原温度及2-乙基己醛加氢的催化活性，在高温反应时NiAl₁₀O₁₆ 具有较高的催化活性。

目前还没有关于介孔NiAl₁₀O₁₆ 材料的报道，介孔材料的合成一般要用到有机物做模板剂，操作条件一般比较苛刻。因而开发一种原料易得，成本低廉，操作简单，处理方便，反应条件温和，易于工业化的介孔NiAl₁₀O₁₆ 材料合成方法具有重要意义。

本方法通过可溶性铝盐和镍盐水解的方法，制备出氢氧化铝和氢氧化镍溶胶。干燥后脱出游离的水，形成氢氧化铝和氢氧化镍干凝胶。煅烧失去分子内水之后，形成了介孔NiAl₁₀O₁₆ 材料。反应方程式如下：

2Al(NO₃)₃+3(NH₄)₂CO₃ + 3H₂O=2Al(OH)₃ +6NH₄NO₃+3CO₂↑

Ni(NO₃)₂+ (NH₄)₂CO₃ + H₂O=Ni(OH)₂+2NH₄NO₃+CO₂ ↑

NH₄NO₃＝HNO₃＋NH₃↑  或者   NH₄NO₃＝N₂O↑＋2H₂O

Ni(OH)₂ +10Al(OH)₃  NiAl₁₀O_16 +16H₂O。

发明内容

本发明的目的是提供一种有规则孔径分布的介孔NiAl₁₀O₁₆材料的制备方法。