[发明专利]一种无模板制备γ－Al2O3空心微球抛光材料的水热方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学品氧化铝的制备，尤其涉及一种无模板制备γ-Al₂O₃空心微球抛光材料的 水热方法。

背景技术

氧化铝包括α-Al₂O₃和过渡态氧化铝，后者是各种氢氧化铝最终转化为稳定态α-Al₂O₃的中间产物。研究表明，过渡态氧化铝至少有γ-Al₂O₃、η-Al₂O₃、ρ-Al₂O₃、χ-Al₂O₃、κ-Al₂O₃、 δ-Al₂O₃和θ-Al₂O₃七种形式，新的过渡态氧化铝仍在发现并证实中[Levin I，Brandon D. Metastable alumina polymorphs：crystal structures and transition sequences.J.Am.Ceram. Soc.，1998，81(8)：1995-2012]。在各种过渡态氧化铝中，由拟薄水铝石(γ-AlOOH·nH₂O， n＝0.08～0.62)于400～700℃间焙烧形成的比表面积较高并且孔容较大的γ-Al₂O₃在机械、 石油化工等诸多行业广泛用作抛光材料、催化剂载体、催化剂和吸附剂。

氧化铝空心微球具有密度低、表面积大、稳定性和表面渗透性高等优良特性，在抛光材 料、催化剂载体和吸附剂等领域应用前景广阔。Kimberly等[Kimberly A D，Andrew R B.A flexible route to high strength α-alumina and aluminate spheres.J.Mater.Science，2003，38： 2673-2678]曾以直径为3μm和50～80μm的聚苯乙烯微球为模板，在其表面涂覆铝盐胶体， 然后在220℃加热将其转化为无定形氧化铝，经甲苯洗涤除掉微球里层的模板，得到无定形 氧化铝空心微球，最后经1000℃焙烧形成了粒径在1～80μm、硬度接近刚玉的α-Al₂O₃空 心微球。Zoltan等[Zoltán K，János S.Hollow alumina microspheres prepared by RF thermal plasma.Powder Technol.，2003，132：211-215]则以拜尔法产物三水铝石为原料，采用射频热等 离子体诱导法，通过加入某些双原子气体改善Ar等离子体的热传递状况，制备了粒径在30～ 80μm左右的氧化铝空心微球。Wu等人[Wu X Y，Wang D B，Hu Z S，Gu G H.Synthesis of  γ-AlOOH(γ-Al₂O₃)self-encapsulated and hollow architectures.Mater.Chem.Phys.，2008，109， 560-564.]采用复合两亲嵌段共聚物PS-b-PHEA为诱导剂，在150℃下水热硫酸铝和尿素溶 液24h，制得了粒径在4μm左右的薄水铝石和γ-Al₂O₃空心微球。

CN 1884083A公开了一种纳米氧化铝空心球结构的制备方法，将AlCl₃和乙醇的混合溶 液由N₂载入蒸发器中汽化，然后与200～350℃的空气和氢气混合，在1200～2500℃的燃 烧室内水解，制得纳米氧化铝空心球结构。

上述方法的缺陷在于：需要加入有机模板剂或诱导剂，或反应条件要求较高，或操作复 杂等。而以廉价的无机铝盐为原料通过液相法制备氧化铝空心微球，尤其是通过直接的水热- 焙烧工艺制备γ-Al₂O₃空心微球的方法迄今还没有见到文献和专利公开报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无模板制备γ-Al₂O₃空心微球抛光材料的水热方 法，该方法无需加入有机模板剂，反应条件要求不高，操作简单，成本低。