分級γ-Al2O3的水熱法制備及其吸附性能研究.pdf

1、分級結(jié)構(gòu)納米γ-Al2O3由于具有納米尺度的結(jié)構(gòu)單元和微米及以上尺度的整體特殊形貌，集微孔和介孔結(jié)構(gòu)的高比表面、大孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可擴散路徑的特性于一體，使其具有高表面能和特殊表面性質(zhì)的同時，可有效改善其在生產(chǎn)和應(yīng)用時的分離和回收條件，還能增強機械耐磨性能，因而在納米尺度反應(yīng)、高效催化劑或催化劑載體、氣體存儲及凈化和分離等領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用價值。本文主要研究了分級γ-Al2O3的多種制備方法，考察了制備方法和改性對所制備分級γ-Al2O

2、3的形貌、織構(gòu)性質(zhì)、表面酸堿性和吸附性能的影響:
　　 (1)采用水熱-均相水解法，以硫脲作均相沉淀劑，Al2(SO4)3、AlCl3、Al(NO3)3為鋁源，180℃水熱反應(yīng)3h制備出形貌如哈密瓜狀、橢圓花狀、空心球/殼等多種分級結(jié)構(gòu)γ-Al2O3?？疾炝瞬煌X源、硫鋁比及水熱時間對產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)的形成所具有的重要作用，并依據(jù)材料形貌-時間進化實驗，提出由納米薄片組裝成空心球及多種結(jié)構(gòu)的機理。所制備產(chǎn)物對苯酚表現(xiàn)出優(yōu)異吸附性，以硫

3、酸鋁為鋁源所制樣品為例，吸附30min時其對苯酚的吸附量即達到28mg/g。
　　 (2)采用沉淀-水熱法，將無機鋁鹽與氨水混合得到氫氧化鋁凝膠，將凝膠經(jīng)過濾、洗滌至中性后再與模板劑(P123或F127)混合水熱反應(yīng)制備出納米棒狀分級γ-Al2O3。考察了所得γ-Al2O3對有機染料剛果紅的吸附性能，結(jié)果表明所制備產(chǎn)物對剛果紅具有極佳的吸附特性，取0.1gAl2(SO4)3源制備的Al2O3樣品（其比表面積可達200m2/g以上

4、）加入到100mL濃度為100mg/L的溶液中，10min時即可將剛果紅全部吸附。
　　 (3)采用多種有機胺對所制備γ-Al2O3空心微球進行表面改性處理，并將室溫下將其應(yīng)用于CO2吸附，結(jié)果表明經(jīng)過氨基改性處理的γ-Al2O3在絕對壓力較低時(≤400mmHg)對CO2的吸附能力要優(yōu)于未經(jīng)改性的樣品;相同負載量(20wt％)時，所選有機胺中，以四乙烯五胺改性γ-Al2O3的吸附效果最好;有機胺的負載量需選擇在5-20wt％范

5、圍內(nèi)為宜。
　　 (4)采用K+、Na+、Ca2+、Mg2+等堿（土）金屬離子對擬薄水鋁石溶膠進行改性制備堿（土）金屬離子負載型吸附劑，將其應(yīng)用于120℃溫度條件下對CO2的吸附。實驗結(jié)果表明對前驅(qū)物進行膠溶處理，可有效擴展γ-Al2O3產(chǎn)物的孔容、孔徑和比表面積，提高了產(chǎn)物在120℃下對CO2的吸附性能;堿（土）金屬離子的引入有效增加了γ-Al2O3產(chǎn)物表面的堿性位，從而大大增強其對CO2的吸附能力，且這種增幅作用，堿金屬離子