納米介孔氧化鋁的制備、表征及其表面酸堿性質(zhì)的研究.pdf

1、由于納米和介孔氧化鋁在光學(xué)、電學(xué)、熱力學(xué)和化學(xué)反應(yīng)等許多方面表現(xiàn)出一系列的優(yōu)異性能，使得它在生物醫(yī)學(xué)材料、半導(dǎo)體材料、表面防護層材料、光學(xué)材料、吸附劑以及催化劑載體等領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊。然而，盡管納米氧化鋁已有大量研究，但對于介孔氧化鋁，特別是耐高溫(800℃以上)的介孔氧化鋁的制備、表征、表面酸堿性質(zhì)以及模板劑在納米介孔氧化鋁形成過程中的作用機理的研究則鮮見報道。因此，本論文的創(chuàng)新之處是用簡單易行的實驗方案成功地制備了孔徑分布均勻的

2、介孔氧化鋁，并通過先進的儀器設(shè)備對其進行了表征。系統(tǒng)研究了合成氧化鋁的結(jié)構(gòu)性能與煅燒溫度的相互關(guān)系，表面酸堿性質(zhì)，并探討了模板劑在介孔形成過程中的作用機理。 本文以廉價的氯化鋁和氨水為原料，并在反應(yīng)體系中加入一定量的非離子表面活性劑聚乙二醇(PEG)，通過沉淀-共沸蒸餾-煅燒的方法制備出納米和介孔氧化鋁粉體(包括γ-Al2O3和α-Al2O3)。借助透射電鏡、粉末X射線衍射、N2吸附-脫附、紅外光譜以及熱重等先進儀器對所制備的氧

3、化鋁進行表征發(fā)現(xiàn)，加入非離子表面活性劑聚乙二醇(PEG)和用乙醇共沸蒸餾能夠有效地減小粉體在干燥和煅燒過程中顆粒的團聚程度，獲得分散性良好的納米介孔氧化鋁粉體；實驗所得氧化鋁在800℃煅燒2小時后可以轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的介孔γ-Al2O3，孔徑分布比較集中，在1100℃煅燒2小時后可以轉(zhuǎn)變成納米α-Al2O3。 加入非離子表面活性劑PEG制備出的氧化鋁經(jīng)過不同溫度煅燒處理后，用0.1mol/L的鹽酸和氫氧化鈉進行酸堿滴定，然后繪

4、制出氫離子總濃度(Ht)與溶液pH的關(guān)系(Ht-pH圖)和Gran圖來研究氧化鋁表面酸堿性質(zhì)與煅燒溫度的關(guān)系。實驗結(jié)果表明，隨著溫度的升高，氧化鋁對溶液體系的酸堿性質(zhì)的緩沖能力是降低的，其緩沖能力的大小是由氧化鋁表面的OH基數(shù)決定的。另外，利用計算機程序FITEQL、MEDUSA和WINSGW計算出納米介孔氧化鋁(γ-Al2O3)吸附-脫附H+的表面絡(luò)合反應(yīng)平衡常數(shù)并構(gòu)建表面優(yōu)勢組分分布圖，發(fā)現(xiàn)表面電容直接影響表面組分分布。 最