[发明专利]一种铝介孔材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铝介孔材料及其制备方法。所述铝介孔材料的孔径分布集中在5‑15nm。所述制备方法，包括：惰性气体气氛下，对原料NaAlH4进行焙烧，焙烧结束后冷却。本发明制备的铝介孔材料，制备方法较为简单易行。孔径分布集中在5‑15nm之间，可以作为一种新型结构催化剂对储氢/储能材料进行纳米限域。

技术领域

本发明涉及介孔材料，尤其涉及一种孔径分布集中在5-15nm左右的铝介孔材料，还涉及该材料的制备方法和应用。

背景技术

1992年Mobil的科学家Kresge等人首次成功制备出了孔径可调的介孔SiO2，命名为MCM-41。2001年Jonah Erlebacher采用去合金技术成功制备出尺寸约为40nm、相对密度为30％的金纳米多孔网状结构。在纳米多孔材料中按照孔径大小分布可以划分为微孔(孔径小于2nm)、介孔(2-50nm)、大孔(大于50nm)。由于材料的多孔化赋予原来材料崭新的优异性能，扩大了材料的应用范围，多孔材料的低密度、高比表面积、低热导率、高比强度、良好的吸能等使其在分离、传感器、催化、减震缓冲、消声等方面得到广泛应用，尤其在储能材料领域有很好的应用。近年来制备出的纳米多孔结构的碳材料由于具有大比表面积、独特的孔结构以及丰富的纳米孔，使其在储能领域应用潜力巨大，也引起了人们的高度重视。然而，对于多孔材料在纳米尺度上，面向不同储能需求的多功能组合和调控仍是目前材料领域的一个难点问题。

在储氢材料目前面临诸多难题的同时，研究者们提出了通过纳米限域技术提高材料的储氢性能，而一种性能优异的纳米多孔材料对储氢材料领域具有重大意义，目前迫切需要研发出一种良好的有序纳米多孔材料来促进储氢材料的进一步发展。

发明内容

发明目的：为了弥补现有材料的不足，本发明提供了一种新的铝介孔材料，孔径分布无序集中。本发明还提供了所述铝介孔材料的制备方法及应用。

技术方案：

本发明所述的铝介孔材料，其孔径分布集中在5-15nm。

所述铝介孔材料的平均孔直径10-13nm。

本发明还提供了所述的铝介孔材料的制备方法，包括：惰性气体气氛下，对原料NaAlH4进行焙烧，焙烧结束后冷却。

所述的惰性气体可以为氩气。

焙烧前，可先对原料NaAlH4进行压制成型。压制时压力值为10-12MPa，保持时间为10-12min。

焙烧时，焙烧温度为450-650℃，保温时间为5-10小时，升温速率为1-20℃/min。优选的，焙烧温度为550℃，保温时间为7小时，升温速率为5-10℃/min。

升温时，可采用分段升温的方式，加热第一段以8～10℃/min的升温速率从室温加热到X℃，第二阶段以5～7℃/min的升温速率从X℃加热到焙烧温度Y℃，其中X与Y的温度差为30-50℃。

焙烧过程中用高纯氩气气流吹扫样品，流量为60-120sccm，同时采用机械泵进行动态真空处理。优选的，流量为90-100sccm。

焙烧结束后冷却，冷却速率为1-50℃/min，冷却过程处于动态真空状态。

制备原理：本发明提供的介孔铝材料的制备原理，是通过NaAlH4原位反应产生气体(氢气)以及金属钠的挥发而造孔，具体涉及如下反应：

(1)3NaAlH4→Na3AlH6+2Al+3H2；