硅酸铝制备过程的研究(下)

1、硅酸铝制备过程的研究(下) 3.1.2ph值的影响用水玻璃和硫酸铝，以hcl为酸化试剂，分别控制不同ph值为2.39、2.89、3.25、4.01制备了的四个硅酸铝样品，在550焙烧温度2小时，样品的比表面积、孔体积和孔结构结果列于表2。表2ph值对纳米粒子制备的影响ph值比表面积m2/g孔体积cm3/g孔径2.3980.100.360179.932.89190.390.592124.533.2571.720.493275.274.01297.570.52871.07由表2看到ph值在4.01时粒子的比表面积最大，ph=3.25时比表面积最小，但它与最小值ph=2.39时的比表面积接近，孔体积

2、则在ph=2.89时达到最大，孔径则在ph=3.25时有最大值，ph=4.01时有最小值。可见ph值对其影响有一定的波动性。这说明沉淀的ph值对凝胶孔结构的形成也有较大影响。在图2中可以看到ph=2.39、2.89（a、b）的吸、脱附曲线几乎完全重合，说明二者的吸附情况相似。而ph=3.25时，吸脱附曲线倾斜度更大，说明该样品的孔更大。ph=4.01时，在低温下的吸附量较大，说明其中的小孔更多。由滞后环的形状可以判断，四个样品的孔都是两端开口的圆柱形细孔。当ph值高时，有利于凝胶粒子长大，形成的凝胶具有较大的孔隙及较小的颗粒密度；反之，当ph值低时胶粒会吸附大量的h 而形成较厚的水化膜，从而使

3、凝胶粒子的成胶速度减慢，获得颗粒密度较高而孔隙较小的凝胶。3.2分步沉淀法3.2.1焙烧温度的影响以硫酸为酸化试剂，将ph值控制在810的范围内分别在下列不同温度(450500550600)下制备硫酸铝的比表面积、孔体积和孔径的大小列于表3中。表3焙烧温度对纳米粒子制备的影响焙烧温度比表面积m2/g孔体积cm3/g孔径450464.890.39934.28500493.370.41633.78550526.470.46835.62600491.770.46637.93焙烧温度在550时，纳米粒子的比表面积和孔体积达到最大，而到600时孔径最大，450时孔径相对偏小些。尽管如此，温度对其比表面积

4、的影响并非特别明显，比表面积都在450-530m2/g之间，孔径都在30多。孔体积在0.390.47m3/g范围。从表3中看出在此焙烧温度下粒子的孔体积和孔半径受其影响不大，并且数值相近，由此可以推断出在分步沉淀法中焙烧温度对硅酸铝纳米粒子的制备影响颇小尤其是孔体积和孔半径。图3为不同焙烧温度下硅酸铝的吸/脱附曲线，从中可以看到四个样品的曲线趋势大致相同且滞后环较大，呈现出墨水瓶结构孔的特点。3.2.2ph值的影响以硫酸为酸化试剂，控制ph=(9.85，9.47，9.02，9.32)制备硅酸铝，在550焙烧2小时，样品的比表面积、孔体积和孔径的大小列于表3.4。表4ph值对纳米粒子制备的影响p

5、h值比表面积m2/g孔体积cm3/g孔径9.02207.810.36770.829.32384.510.34236.829.47497.740.85271.079.85510.850.31724.83在表4中看到当ph=9.85时，硅酸铝纳米粒子的比表面积最大，ph=9.02时比表面积最小，孔体积恰好在ph=9.47时达到最大，其它ph值情况下孔体积大小接近。孔径则出现在相邻范围ph=9.85和ph=9.32下接近，而相间隔的ph=9.02和ph=9.47孔径大小接近，但ph=9.47时的比表面积比ph=9.02时的比表面积大的多，说明ph=9.47时制得的硅酸铝样品的孔数目大；同理比较ph=

6、9.02和ph=9.32情况下的二者孔体积相近，ph=9.32时的比表面积和孔径均比ph=9.02时的大，也说明制得的硅酸铝样品的孔数目要大。ph值达最大为9.85时不仅比表面积最大，孔径最小只有2.48nm,是微孔结构。图4为分步沉淀法中不同ph值下粒子的吸/脱附曲线。此时看到曲线a、b、d的上升趋势大致相同，且d曲线的吸附量最大，而a、b曲线更为接近且吸附量最低。不同的是c曲线是第一类吸脱附曲线，呈现的滞后环较，大呈现出墨水瓶结构孔的特点，分析可能是微孔结构。与表4中的数据相一致。并且a、b、d由滞后环的形状可以判断，三个样品的孔都是两端开口的圆柱形细孔。相对压力p/p0abcda-ph=

7、9.02b-ph=9.32c-ph=9.85d-ph=9.47图4分步沉淀法中不同ph值下粒子的吸/脱附曲线3.3两种方法制备硅酸铝的比较在相同的焙烧温度下，相同的ph值下采用两种方法制得的硅酸铝进行比较的比表面积、孔体积和孔径的结果列于表5中。表5相同条件下两种方法的数据比较方法比表面积m2/g孔体积cm3/g孔径共沉淀法149.200.488130.98分步沉淀法493.370.41633.78以上是在众多样品中选择具有普遍性特点的两个样品，焙烧温度在500下，ph=4.01情况下两种制备硅酸铝方法的比较，从表5中我们看到共沉淀法制得的硅酸铝比表面积较小，孔体积和孔径又较大，而分步沉淀法制

8、得的硅酸铝的比表面积较大，其孔体积和孔径较小。4.结论4.1共沉淀法制备的硅酸铝，400焙烧时比表面积最小，550焙烧时比表面积最大。另外随焙烧温度升高，硅酸铝的比表面积呈增大趋势。4.2共沉淀法制备的硅酸铝，ph值在4.01时粒子的比表面积最大，ph=3.25时比表面积最小，但它与ph=2.39时的比表面积接近；孔体积则在ph=2.89时达到最大，在ph=2.39时孔体积最小，但总的变化幅度不大；孔径在ph=3.25时有最大值，ph=4.01时有最小值，总的来看，ph值对其影响较不规律但幅度较大。4.3分步沉淀法制备的硅酸铝，550焙烧时，纳米粒子的比表面积和孔体积达到最大，而达到600时孔径最大。4.4分步沉淀法制备的硅酸铝，当ph=9.85时，硅酸铝纳米粒子的比表面积最大，ph=9.02时比表面积最小，孔体积恰好在ph=9.47时达到最大，其它ph值情况下孔体积大小接近。4.5分步沉淀法没有共沉淀法操作简单易行，但是用分步沉淀法制得的硅酸铝有比共沉淀法制得的硅酸铝比表面积大，且孔径小的特点。参考文献1.朱洪法.催化剂载体制备及应用技术.北京:石油工业出版社,20_.5.2.hw海恩斯著,抚顺石油三厂研究所译,大孔酸性分子筛的化学、物理和催化性质m.1980,3.第一作者: 高波女1973年6月讲师 单位:盘锦职业技术学院应用工程系理化教研室