基本信息
- 项目名称：
- 柠檬酸钠辅助CTAB制备介孔γ-氧化铝
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 以CTAB为模板剂，用CANa3助剂，Al2(SO4)3.18H2O为铝源，尿素为沉淀剂，调整柠檬酸钠/铝的摩尔比（x）的变化范围为0到0.5，合成一系列介孔氧化铝的样品。
- 详细介绍：
- 介孔氧化铝（简写为MA）是以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，分析纯）作为模板剂，柠檬酸钠（CANa3，分析纯）助剂，Al2(SO4)3.18H2O（分析纯）为铝源，尿素为沉淀剂合成的。在合成过程中，首先将CTAB（0.0007mol）、Al2(SO4)3.18H2O（0.007mol）、CO(NH)2（0.028mol）和一定量的柠檬酸钠溶于蒸馏水中，强力搅拌0.5小时形成一个透明的溶液。溶液的摩尔组成为：Al2(SO4)3/ CTAB / CANa3/ CO(NH)2/H2O = 1.0/0.1/x/2/40。柠檬酸钠/铝的摩尔比（x）的变化范围为0到0.5。然后将溶液转移到聚四氟乙烯高压釜内，反应釜在165 oC下维持3小时，然后冷却到室温，过滤洗涤然后在80℃干燥12小时得到样品。所获得的样品记为的MA-x，其中x代表了柠檬酸钠/铝（CANa3/Al）的摩尔比。所制备的介孔铝氧化物在550 oC下煅烧，以除去模板而所得氧化铝记为为MA-xC。 利用X射线衍射仪分析样品的结构，利用红外波谱和热重分析样品形成的中间过程；利用扫描电镜和氮气吸附表征样品的形貌和孔结构。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：在已有的研究基础上，寻找在水体系中利用价廉易得的原料快速合成高比表面积、孔径分布窄的有序介孔氧化铝的合成方法。 基本思路：利用羟基羧酸与铝的螯合作用，控制铝的水解和缩合速率；同时，羟基羧酸通过负离子与阳离子表面活性剂作用，从而提高表面活性剂的介孔导向作用，制备高比表面、孔径分布窄的介孔氧化铝。
科学性、先进性及独特之处
- 本实验在水体系中利用阳离子表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)）为模板，通过添加羟基羧酸，增强表面活性剂与铝的作用，控制水解和缩合速率，制备高比表面、孔径分布窄的介孔氧化铝。
应用价值和现实意义
- 技术可行性分析 本实验技术要求比较高，安全性和可靠性都较强，但通过前面的综合分析可以知道，从技术上来说，是可行的。 经济可行性 本实验采用模板法，所用的原料廉价易得，且能生产出高比表面积、孔径分布窄的介孔氧化铝，从经济生产上也是可行的。
学术论文摘要
- 研究原因：传统氧化铝的比表面积较小（50-300 m2g-1），催化反应时易发生积碳；并且传统氧化铝孔径分布较宽，不利于择形催化反应。 研究目的：合成高比表面积、孔径分布窄的氧化铝。 研究方法：通过用柠檬酸钠（CANa3，分析纯）辅助十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，分析纯）制备介孔γ-氧化铝，然后通过 X-射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪、Perkin – Elmer TGA热重分析仪等仪器，测量所得样品的各种表征。 研究结论：以CTAB为模板，柠檬酸作为助剂可以制备有序介孔氧化铝，且具有高比表面积、孔径分布窄、催化性能良好、不易积碳、有利于择形反应。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 本实验在技术、经济上均具有良好的可行性；安全性和可靠性比较强.
参考文献
- 1、介孔氧化铝的制备及应用研究进展 《化工进展》 2010/S1 2、纳米介孔氧化铝的制备及表征 《无机盐工业》 2008/05 3、不同模板剂介孔氧化铝孔径调节作用 《功能材料与器件学报》 2007/02 4、纳米介孔氧化铝的制备工艺及性能 《精细与专用化学品》 2005/15
同类课题研究水平概述
- 氧化铝是一种重要的催化剂载体和吸附剂，在石油化工、有机合成、精细化工等领域广泛应用[1]。但是传统氧化铝的比表面积较小（50-300 m2g-1），催化反应时易发生积碳；并且传统氧化铝孔径分布较宽，不利于择形催化反应。因此，合成高比表面积、孔径分布窄的氧化铝具有重要意义和潜在的应用前景。而介孔氧化铝具有较高的比表面和可调节的孔径分布，并在一系列催化反应中体现出潜在的优势[2]。 目前，国内外常用的合成介孔氧化铝方法有：模板法、沉淀法、水热或溶剂热及表面活性剂辅助水热或溶剂热法，溶胶—凝胶法、溶胶—水热法等。
