[发明专利]一种表面富含缺陷位的纳米氧化铝载体的制备方法

说明书

本发明提供了一种表面富含缺陷位的纳米氧化铝载体的制备方法，将无机铝盐和沉淀剂按照一定摩尔比溶解于水‑乙二醇混合溶剂中，搅拌得到透明溶液，将溶液转移至水热釜中；反应结束后，反应物料经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到富含表面缺陷的纳米氧化铝载体。本发明采用简便的溶剂热—热解法制备表面富含缺陷位的纳米氧化铝材料。以该材料作为催化剂载体制备负载型纳米贵金属催化剂具有优异的热稳定性及催化活性。本发明合成工艺简单、成本低，适用于负载型催化剂的制备技术领域。

技术领域

本发明涉及一种表面富含缺陷位的纳米氧化铝载体及其制备方法，以及此材料在负载型催化剂中的应用。

背景技术

氧化铝是最常用的工业原料之一，在陶瓷、耐火材料、医药、催化等领域有着极其重要的应用。氧化铝比表面积大、孔容和孔径分布可调、机械强度良好、热稳定性好、价格低廉，同时其具有多种不同的晶相结构，表面存在不同性质的酸中心。因此，氧化铝是石油工业中应用最广泛的催化剂载体。

中国专利【CN 106276992 A】公开了一种叶片状γ-氧化铝载体的制备方法，该方法采用无机铝源和尿素为原料，水热反应后，物料经过滤、洗涤和干燥得到一水软铝石前驱体，焙烧后得到叶片状纳米γ-氧化铝载体。

中国专利【CN 10311287A】公开了一种氧化铝载体的制备方法，该方法利用溶胶凝胶和水热合成法，制备的氧化铝比表面积最高可达400m²/g。

中国专利【CN 104085909 A】公开了一种大孔氧化铝载体的制备方法，该方法将聚乙烯醇溶解于胶溶液中，与大孔干胶粉和含硼化合物均匀混合，经混捏、成型后干燥焙烧制得孔径集中度高、孔容大的氧化铝载体。

中国专利【CN 103896318 A】公开了一种富含B酸(酸)介孔氧化铝的制备方法，该方法采用廉价的拟薄水铝石为原料，加入酸性改性剂进行改性，后加入水溶性聚合物和氟硼酸铵，加热回流，得到的混合物经陈化，干燥，粉碎，焙烧得到富B酸氧化铝。

目前，人们对氧化铝载体的调控普遍局限于形貌、比表面积、孔容孔径、表面酸碱性等，但对表面缺陷的认知不够深入。Ja Hun Kwak等(Science，2009，325，1670-1673)揭示了γ-氧化铝表面配位不饱和的Al³⁺可以锚定贵金属，增强金属载体之间相互作用。然而商业氧化铝表面缺陷位不足，鲜有合成表面富含缺陷氧化铝的技术文献，因此发明一种表面富含缺陷位氧化铝载体的制备方法对于负载型催化剂应用十分必要。

发明内容

本发明拟提供一种表面富含缺陷位纳米氧化铝载体及其制备方法。该氧化铝载体材料的制备采用廉价的无机铝盐、沉淀剂、乙二醇及水为原料，制备过程简单、无需模板剂，产物易于分离，生产成本低，有利于大规模生产制备。

本发明的技术方案：

一种表面富含缺陷位的纳米氧化铝载体的制备方法，步骤如下：

(1)将无机铝盐和沉淀剂按照一定摩尔比溶解于水-乙二醇混合溶剂中，搅拌得到透明溶液，将溶液转移至水热釜中；

(2)反应结束后，反应物料经过滤、洗涤、干燥、焙烧得到富含表面缺陷的纳米氧化铝载体。

所述的无机铝盐为硝酸铝或硫酸铝，其中Al³⁺的浓度是0.01～6.5M。

所述的沉淀剂为尿素、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种，尤其优选尿素。

所述的无机铝离子与沉淀剂的摩尔比为1:5～1:9。

所述的水-乙二醇混合溶剂中水与乙二醇的体积比为1:1—5:1。

所述的水热反应温度是100～200℃，反应时间为12～48h。

所述的干燥温度为60～90℃，干燥时间为6～12h。