[发明专利]一种γ相氧化铝纳米管及其制备方法

说明书

一种γ相氧化铝纳米管的制备方法，包括以下步骤：1)将铝盐粉末和液体碱按照Al³⁺和OH^‑摩尔比为1:2‑4的比例，分别溶解和分散到水中，形成铝盐溶液和碱液；2)将步骤1)得到的铝盐溶液和碱液相互混合，得到Al(OH)₃悬浊液，调节悬浊液的pH值到4‑11，优选是6‑7；3)将步骤2)得到的悬浊液加热至100～220℃进行水热反应，并保持3‑48h，得到γ相拟薄水铝石纳米管；4)将γ相拟薄水铝石纳米管在400～800℃下煅烧3～12h，即可得到γ相氧化铝纳米管。所述γ相氧化铝纳米管可以应用于工业催化，粉末涂料等领域，尤其是用作石油裂解的催化剂载体，相比较于普通的催化剂载体，具有更高的负载量和催化活性。

技术领域

本发明属于工业用催化剂载体和添加剂的制备领域，具体涉及一种γ相氧化铝纳米管的制备方法。

背景技术

新时代的工业生产中都需要用到高效的催化剂，而一般高效的催化剂在反应中存在猝灭的问题，极大的影响到了反应的效率。正是在这种前体下，就需要一种催化剂载体包覆催化剂保证其活性。在石油化工催化中，通常用到的工业催化剂载体是普通的α相氧化铝颗粒，而γ相氧化铝纳米纤维拥有的高比表面、高分散性和高活性，都使这种材料是α相氧化铝颗粒完美的替代材料。

γ相氧化铝纳米管作为一种新型纳米材料，具有价格便宜、耐高温等优点，在催化领域有广阔的应用前景。氧化铝纳米管具有大的比表面积，而且纳米微粒表面形态随着粒径的减小,表面光滑程度变差,形成了凹凸不平的原子台阶，能够形成高金属含量和高分散度的催化剂，使其产生很多新的催化特性。

目前氧化铝纳米管的合成方法主要分为模板合成法、高温合成法和腐蚀生长法。1997年首次将异丙醇铝的凝胶覆盖在碳纳米管上，再经过高温处理除去模板而首次得到了氧化铝的纳米管。后来又出现了采用电化学阳极氧化的方法得到了氧化铝纳米管，以及使用不同的表面活性剂为模板剂，仲丁氧基铝源在水热条件下得到了氧化铝纳米管。目前最常见的合成方法是水相法，其优点明显，如反应条件温和，可大量制备纳米管。但模板法也存在明显的缺陷，如得到的纳米管一般为无定形的纳米管，不稳定。因此γ相氧化铝纳米管的制备方法还需要深入研究，进行改进。

CN101041905A公开了一种氧化铝多孔一维纳米材料，以氮化铝(AlN)一维纳米材料为原料，在空气中或其它含氧气氛中进行高温处理得到的直径为10-500nm，长度为100nm-500μm的氧化铝多孔一维纳米材料。其制备方法在于以预先获得的AlN一维纳米材料为原料，在管式炉中于含氧气氛下焙烧，其温度范围为800-1200℃，焙烧时间为0.5-8h，得到氧化铝多孔一维纳米材料。该方法通过引入了前驱物与气氛中某种气体发生化学反应，发生气固相反应，生成一种不稳定的中间体，该中间体原位分解后形成多孔。

发明内容

本发明的目的在于开发一种性能较好的工业催化剂载体材料和工业添加剂材料。本发明所采用的技术方案是：γ相氧化铝纳米管是在水相中由硝酸铝和氨水为原料水热，煅烧后制备得到的。

具体而言，本发明公开了一种γ相氧化铝纳米管的制备方法，包括以下步骤：1)将铝盐粉末和液体碱按照Al³⁺和OH^-摩尔比为1:2-4的比例，分别溶解和分散到水中，形成铝盐溶液和碱液；2)将步骤1)得到的铝盐溶液和碱液相互混合，得到Al(OH)₃悬浊液，调节悬浊液的pH值到4-11，优选是6-7；3)将步骤2)得到的悬浊液加热至100～220℃进行水热反应，并保持3-48h，得到γ相拟薄水铝石纳米管；4)将γ相拟薄水铝石纳米管在400～800℃下煅烧3～12h，即可得到γ相氧化铝纳米管。

步骤1)所述的铝盐粉末是硝酸铝，液体碱是氨水。

步骤1所述铝盐粉末和液体碱按照Al³⁺和OH^-计算，其摩尔比是1:3-3.5；液体碱的pH值11-13，当所述液体碱是氨水时，氨水的质量浓度为25-40％。