[发明专利]一种多孔片状纳米氧化铝的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔片状纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)将可溶性盐和溶胀剂溶于去离子水中，搅拌至完全溶解；(2)将铝前驱体加入步骤(1)所得溶液中，搅拌至完全溶解；(3)将步骤(2)所得溶液置于动态条件下水热晶化；(4)水热后溶液冷却至室温、过滤、洗涤、干燥、焙烧得到多孔片状纳米氧化铝。该方法具有工艺流程简单、控制条件/参数少、易放大工业化生产等优点，而且制备的多孔片状纳米氧化铝具有比表面积大、孔道可调、厚度可控、分散性好、热稳定性高、富含五配位铝等优点。

技术领域

本发明属于可控形貌的无机纳米材料制备技术领域，特别涉及一种可用于催化剂载体或涂层的多孔片状纳米氧化铝的制备方法。

背景技术

氧化铝是一种广泛应用于催化、陶瓷、涂料、颜料等领域的基本无机材料，其具有9种不同晶型，而用途最广的为活性氧化铝(γ和η型氧化铝)和α型氧化铝。由于活性氧化铝比表面积大、孔道结构丰富、孔径分布可调、表面性质活性高等优点，可以作为吸附剂、催化剂、催化剂载体/涂层等，在医药、化工、水质净化、废气治理等领域具有重要的应用。氧化铝的性质和应用在很大程度上取决于它的形貌和结构，因此合成具有特殊微结构的、形貌可控的氧化铝纳米材料受到了格外的关注，不同形貌的氧化铝纳米材料也被相继报道，如氧化铝纤维、纳米棒、纳米针、纳米片、纳米球、花状、柱状、立方体、八面体等。

目前研究者们对氧化铝纳米材料，包括特殊形貌的氧化铝等，进行了比较深入的研究，制备方法也有很多，如微波法、水热/溶剂热合成法、机械法、微乳液法、溶胶-凝胶法、熔盐法、高温固相法等。尽管有关制备片状纳米氧化铝的文献(Al₂O₃Nanosheets Rich inPentacoordinate Al³⁺Ions Stabilize Pt-Sn Clusters for Propane Dehydrogenation,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,13994-13998.；Synthesis ofγ-Al₂O₃HexagonalNanoplatelet by Combining Sol–Gel and Hydrothermal Process,Mater.Manuf.Process,25(2010)919-922.；Hexagonγ-alumina nanosheets producedwith the assistance of supercritical ethanol drying,J.Supercrit.Fluid.,45(2008)112-120.；Hierarchical Al₂O₃Nanobelts and Nanowires:Morphology Controland Growth Mechanism,Cryst.Growth Des.,9(2009)4230-4234.等)和专利(CN200880104559.1,CN201310094967.6,CN201310287413.8,CN201010 296297.2,CN201410142128.1,CN201510128001.9,CN200710179638.6等)报道的也比较多，但是文献报道的方法制备的片状氧化铝仍然存在诸多缺点，如机械法氧化铝晶体组织不易控制，熔盐法能耗高、反应周期长、工序复杂、均匀性不易控制，传统水热法氧化铝粒径、厚度不易控制且容易团聚、分散性差等。另外，由于所制备的片状氧化铝比表面积小、晶相难控制、片的厚度过大、表面性质尤其是铝配位环境和表面羟基缺乏，因此大多数只适用于陶瓷粉末材料、颜料、涂料等领域，而在氧化铝主要应用领域之一的催化剂或载体领域(如作为固体酸催化剂、贵金属催化剂载体，汽车尾气或工业废气催化燃烧整体式催化剂的涂层)中的应用受到限制。因此急需一种新的方法来制备比表面积大、孔道可调、厚度可控、分散性好、热稳定性高的片状纳米氧化铝。

发明内容

本发明针对上述已有技术存在的不足，通过对传统水热法的改进，提供了一种制备具有比表面积大、孔道可调、厚度可控、分散性好、热稳定性高、富含五配位铝等优点的多孔片状纳米氧化铝的方法。