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有序介孔氧化铝具有比表面积大、孔径分布窄、孔结构有序、表面酸性强特点,在大分子烃催化加工、多相催化及吸附分离等过程中具有重要应用价值,对其合成及催化应用进行研究具有重要意义。
本论文系统地研究了高比表面积有序介孔氧化铝合成方法,分别采用PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物P123、Tritonx-100、复合模板剂(P123和Tritonx-100混合物)、PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物F127、葡萄糖为模板剂,异丙醇铝为铝源,采用溶胶一凝胶法制备了具有不同结构性能的有序介孔氧化铝,通过BET、TEM、XRD、TG-DSC多种测试技术对其结构进行了表征分析,探讨了不同反应条件对合成有序介孔氧化铝结构的影响。
以P123、TritonX-100为复合模板剂,采用有机醇铝水解成功制备出表面积>500 m<'2>/g的有序介孔氧化铝,孔容(~1cm<'3>/g),孔径6nm,孔径分布窄(<15nm),孔道具有一定有序性。其比表面积、孔容、孔径要远大于普通活性氧化铝。辅助模板剂TritonX-100能有效地改善孔道结构。调节铝源和水的配比可以制备出比表面大、孔道有序的介孔氧化铝。溶剂、反应温度、时间及陈化温度、时间对介孔氧化铝结构有较大的影响。
与以P123和TritonX-100为复合模板剂制备样品相比,通过采用F127为模板剂合成出的介孔氧化铝在结构性能上表现出以下不同:合成的介孔氧化铝孔道排列规则、致密,孔径大小均一,孔容、孔径有所提高,平均孔径为7.2nm、孔容1.24 cm<'3>/g;孔径分布变宽分布范围在2-20nm,比表面积略有减小,为485 m<'2>/g。以葡萄糖为模板剂,成功合成介孔氧化铝,比表面积为243.2m<'2>/g,孔容0.3-0.5cm<'3>/g,孔径7-8nm,孔径分布集中在<4nm的范围内,孔道大小形状具有一定有序性。该方法克服了合成有序介孔氧化铝模板剂昂贵缺点,工艺简单,成本低。