纳米勃姆石的制备及性能研究-工业催化硕士论文

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1、华南理工大学硕士学位论文纳米勃姆石的制备及性能研究姓名：成继业申请学位级别：硕士专业：工业催化指导教师：江琦20080501摘要纳米催化剂具有独特的晶体结构及表面特性，因而其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。纳米A1203作为一种重要的纳米材料，具有比表面积大、孔容大和表面活性中心多等优点，被广泛用做催化剂载体、催化剂和吸附剂等。勃姆石是制备A1203重要前驱体，而氧化铝的特性取决于前驱体的纯度、分散性、结晶度大小等。同时，它们自身也可以作为催化剂载体或者催化剂，具有广泛的应用。本文以异丙醇铝为主要原料，采用醇盐水解法结合水热法制备了晶型规整的纳米勃姆石，考察了水解温度、水

2、热温度、水热时间等因素对制备产物的影响，结果表明：(1)室温下，异丙醇铝水解得到拟薄水铝石和三水铝石的混合物，产物经过一定温度和时间的水热处理后，三水铝石转化成拟薄水铝石；(2)85。C下，异丙醇铝水解得到纯的拟薄水铝石，经过一定温度和时间的水热处理后，拟薄水铝石转化成高结晶度的勃姆石，并且这一转化过程是一个晶粒逐渐长大，结晶度越来越高，晶型越来越趋向完整的有规律的变化过程。同时，产物所含的物理吸附水逐渐减少，所含的结构水与理论值相符。(3)未经水热处理的拟薄水铝石，微观形貌呈无规则线团结构，经水热处理后的勃姆石晶型规整，呈薄片状。采用机械搅拌与化学分散方法相结合的复合分散手

3、段，对勃姆石进行分散实验，取得了比较好的分散效果。考察了不同分散条件下所制备纳米勃姆石粉体的分散性能，并对分散效果进行了评价，同时对纳米勃姆石的分散机理进行了初步的探讨，结果表明：(1)勃姆石在中性和碱性环境下均容易团聚，不能很好地分散，只有在弱酸性环境下才能分散成稳定的溶胶，当pH值为3左右时，分散液‘电位绝对值最大，即分散液最稳定，溶胶平均粒径在18nm左右。(2)分散最佳时间为60min，分散机转速提高到15000rpm／min以后，继续提高转速作用不大。(3)勃姆石中加入HN03后，在粒子表面形成双电层。双电层使粒子间相互排斥，当排斥力大于粒子间吸引力时，聚集的粒子就

4、分散成小粒子，形成溶胶。关键词：纳米；勃姆石；水解；水热；分散AbstractNanometercatalystshaveparticularcrystallographicstructureandsurfaceproperty，SOtheydisplayhighercatalyticactivityandselectivitythanthoseoftraditionalcatalysts．NanoA1203havebeenextensivelyusedascatalystsupports，catalystsandadsorbentsduetotheirhighspecifi

5、csurfacearea，bigmesoporouspropertiesandmoresurfaceactivecentre．BoehmiteisanimportantprecursorforthepreparationofA1203，andthepropertiesofA1203dependsonthedegreeofpure，dispersionandcrystallinityofprecursor．Moreover,boehmiteWasalsousedascatalystsupportandcatalystwidelyInthispaper,nano—crystalb

6、oehmitewaspreparedthroughahydrolysis-hydrothermalprocessfromaluminiumisopropoxide．Theeffectofhydrolysistemperature，hydrothermaltemperatureandtimetothepreparedproductswasstudied．Theresultsshowedthat：(1)Atroomtemperature，thehydrolysisproductsobtainedfromaluminiumisopropoxidewerepseudoboehmima

7、ndgibbsite，andgibbsiteCantransformtopseudoboehmiteafterhydrothermaltreated．(2)At85。C，thehydrolysisproductwaspurepseudoboehmite，anditCantransformtowell-crystallinedboehmimafterhydrothermaltreatedatcertaintemperatureandtime．Thetransformprocesswasaccompanie