[发明专利]一种制备超细介孔氧化铝的方法及所得产物

说明书

本发明提供一种制备超细介孔氧化铝的方法及所得产物，所述方法包括步骤：1)将金属铝熔化并加入催化剂，将熔融合金液浇铸成铝合金固体；2)将所述铝合金固体加入铵盐的水溶液中进行反应；3)将反应得到的浆料干燥；4)将干燥得到的物料在500～700℃下焙烧，得到介孔氧化铝粉体。不同于现有技术用沉淀法、水热法制备介孔氧化铝，本发明提出的制备超细介孔氧化铝的方法，基于铝合金与水反应，对得到的产物浆料进行分析和研究，通过对反应原料的调整、对产物处理方式的优化，成功获得超细粒径的介孔氧化铝，该介孔氧化铝具有大比表面积，颗粒均匀，具有广泛的应用。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种氧化铝的制备方法及所得产物。

背景技术

介孔氧化铝属于γ型氧化铝，具有多孔结构，其孔径分布在2-50nm范围内。介孔氧化铝材料具有活性位点多、负载量大、水热稳定性好等特点，作为催化剂或者催化剂载体，其已经取代了部分沸石分子筛的使用；介孔氧化铝对水中的污染物离子具有更强的吸附能力，是水处理领域新型的多相吸附剂；介孔氧化铝也可作为研磨材料、抛光材料、化妆品填料和无机膜材料等，是一类具有广阔发展前途的新型材料。

聂仁峰等以硝酸铝为铝源,以十六烷基三甲基溴化铵为阳离子模板剂，采用均匀沉淀法成功制得热稳定性较高和高度有序的介孔Al₂O₃(介孔氧化铝的制备及其在甲醇脱水制二甲醚反应中的应用，《催化学报》，2011年)。李艳辉等以硫酸铝铵、尿素为原料，PEG2000作为分散剂，通过水热法合成了三种形貌的勃姆石(AlOOH)(水热法制备介孔氧化铝的形貌演化研究，《无机材料学报》，2014年)。上述已有的制备方法因反应路线长、对操作条件要求高等因素，难以用于大规模的生产。

金属铝和水反应得到氢气和氢氧化铝，氢气作为能源材料输出，这项技术在清洁能源汽车等领域取得了诸多进展(例如专利HYDROGEN GENERATION FROM WATER SPLITREACTION，WO/2002/014213A2)。铝水反应获得氢气后，含有氢氧化铝的浆料往往被当做废料排出(例如专利CN109734049A一种利用废旧铝材规模化制氢的方法和系统)。通过铝合金与水反应获得拟薄水铝石进而得到介孔氧化铝，是现有技术中尚没有人采用过的方式。

发明内容

针对现有技术存在的不足之处，本发明提出了一种制备超细介孔氧化铝的方法。

本发明的又一目的是提出本制备方法得到的产物。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种制备超细介孔氧化铝的方法，包括以下步骤：

1)将金属铝熔化并加入催化剂，将熔融合金液浇铸成铝合金固体；所述催化剂是由以下低熔点金属中的一种或多种组成的合金、或含有以下低熔点金属中的一种或多种的化合物：锡、铋、汞、铟、铅、铋、锌、钾、锂和锑；

2)将所述铝合金固体加入铵盐的水溶液中进行反应；

3)将反应得到的浆料干燥；干燥的方式为自然干燥、烘干、真空冷冻干燥、喷雾干燥、有机溶剂冲洗以及抽滤中的一种或多种；

4)将干燥得到的物料在500～700℃下焙烧，得到介孔氧化铝粉体。

其中，步骤1)中，所述催化剂质量占原料的总质量的0.05～1.5％，优选为0.1～1.0％。

优选地，步骤1)中将熔融合金液浇铸成直径2～5mm的铝合金球。

进一步优选地，步骤2)中，将所述的铵盐的水溶液加热到温度为40～80℃，将所述铝合金固体加入铵盐的水溶液中进行反应，直到铝合金球反应消耗完全。

其中，所述铵盐为草酸铵、乙酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵中的一种或多种，铵盐的质量分数为1～20％。