探究介孔氧化鋁的制備與應(yīng)用

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1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文介孔氧化鋁的制備與應(yīng)用姓名：黃能武申請學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：周理201006中文摘要介孔氧化鋁作為催化劑、吸附劑、催化劑載體等在多相催化、大分子吸附與分離、光學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)等諸多領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。盡管關(guān)于介孑L材料的制備及表征目前已有大量的研究，但大多采用有機(jī)鋁源等昂貴的原料，大大增加了工業(yè)化成本。本文從降低生產(chǎn)成本而得高性能介孔氧化鋁出發(fā)系統(tǒng)地研究了介孔氧化鋁的制備、各因素對合成的影響以及在吸附二氧化碳領(lǐng)域的應(yīng)用。并通過BET、TEM、XRD、TGA／D

2、TG多種測試技術(shù)對介孔氧化鋁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。實(shí)驗(yàn)中以硝酸鋁為鋁源，TEA和月桂酸混合為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，通過沉淀和水熱聯(lián)合的方法制備出了比表面積為370m2／g，孔徑為4．0nm，孔容為0．389cm3／g，孔徑分布為2,～6nm的介孔氧化鋁。并討論了反應(yīng)溫度，晶化時(shí)間，無機(jī)鋁鹽種類，不同結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑等條件對合成介孔氧化鋁的影響，并最終確定了最優(yōu)反應(yīng)物配比為鋁源：TEA-月桂酸=l：3：0．1，合成最優(yōu)化條件：反應(yīng)溫度為80"C。晶化時(shí)間為24小時(shí)，焙燒溫度為600℃。該方法克服了合成有序介孔氧化鋁

3、模板劑昂貴的缺點(diǎn)且工藝簡單，成本低。以介孔氧化鋁為吸附劑，實(shí)施了二氧化碳／氮?dú)獾膭?dòng)態(tài)分離實(shí)驗(yàn)，得出在室溫下，不同壓力下的分離因子，實(shí)驗(yàn)表明壓力越大分離因子越小，當(dāng)壓力為0．2MPa時(shí)，分離因子最大，約為6。以介孔氧化鋁為載體，采用單分子層法對其負(fù)載氧化鉛。將負(fù)載后的介孔氧化鋁實(shí)施吸附二氧化碳的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：負(fù)載前后介孔氧化鋁對二氧化碳的吸附產(chǎn)生明顯的不同，負(fù)載后吸附平衡壓力低，吸附量大。關(guān)鍵詞：介孔氧化鋁，吸附分離，無機(jī)鋁鹽，水熱合成法，沉淀ABSTRACTMesoporousalumina

4、hasmanyapplicationsinheterogeneouscatalysis，adsorptionandseparationofmacromolecules，optical，electrical，thermalandmanyotherimportantfieldsasacatalyst，adsorbent，catalystcarrier．Althoughalargenumberofscholarshavestudiedthepreparationandcharacterizationof

5、mesoporousmaterials，mostofthemusetheexpensiveorganicmaterialssuchasaluminumsource，whichgreatlyincreasesthecostsofindustrialization．Inordertogethighpropertiesbutlowproductioncostsmesoporousalumina,thispaperhasasystematicstudyofthepreparationofmesoporou

6、salumina，theimpactofvariousfactorsonthesynthesisandtheapplicationofseperationcarbondioxide．ThestructureofmesoporousaluminaarealsocharacterizedandanalyzedbyvarietyoftestingtechniquessuchasBET,TEM，XRDandTGA

7、DTGMesoporousaluminaarepreparedwiththealuminum

8、nitrateasAIsource，TEAandthelaurieacidmixtureasthestructuredirectingagent，byprecipitationandhydrothermalmethods．Thestructureofmesoporousaluminaasfollows：surfaceareaof370m2／g，poresizeof4．0nm，porevolume0．389cm3／g，poresizedistributionof2～6am．Thefactorsoft

9、hereactiontemperature，reactiontime，inorganicaluminumspecies，differentstructuredirectingagentconditionsarealsodiscussed．Anddeterminedtheoptimalratioofreactants．AISource：TEA：laurieacid=1：3：0．1andsynthesisoftheoptimumconditions：reactiontemperatur