分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的研究進(jìn)展

張瑞琪，王曉鐘，崔瑩瑩，連海霞，董家鑫，白亞東，王 政

(1.太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 精細(xì)化工研究所、煤科學(xué)與技術(shù)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山西 太原 030024)(2.寧夏大學(xué) 省部共建煤炭高效利用與綠色化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021)

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分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的研究進(jìn)展

張瑞琪1，王曉鐘1，崔瑩瑩1，連海霞1，董家鑫1，白亞東1，王 政2

(1.太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 精細(xì)化工研究所、煤科學(xué)與技術(shù)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山西 太原 030024)(2.寧夏大學(xué) 省部共建煤炭高效利用與綠色化工國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川 750021)

王曉鐘

介孔氧化鋁材料自合成以來(lái)，因其在催化、吸附等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用受到了極大的關(guān)注。隨著石油化工領(lǐng)域大分子反應(yīng)不斷增加，介孔氧化鋁的使用逐漸受到限制，合成具有分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料將具有重大意義。分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁因其同時(shí)具有介孔和大孔孔道，不僅促進(jìn)了客體分子在孔道內(nèi)部的傳送、減小擴(kuò)散阻力，而且增大了孔道的比表面積，有助于改善吸附和分離效率、延長(zhǎng)催化壽命，因此在吸附和催化方面具有廣泛的應(yīng)用前景。介紹了采用單模板法、雙模板法和無(wú)模板法合成分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料，并對(duì)材料在吸附和催化領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行探討，最后對(duì)分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

介孔-大孔材料；氧化鋁；模板；吸附；催化

1 前 言

氧化鋁因其在催化、吸附等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用引起了研究者們的極大關(guān)注。由于傳統(tǒng)氧化鋁存在比表面積低(<250 m2/g)、孔徑分布不集中等缺陷[1]，限制了其在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨后，Somorjai等[2]在2005年率先報(bào)道了采用溶膠-凝膠法合成具有無(wú)定型孔壁的介孔氧化鋁，推進(jìn)了氧化鋁材料在工業(yè)中的應(yīng)用；但隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，大分子反應(yīng)在石油化工等領(lǐng)域不斷增加，介孔氧化鋁材料因其孔道范圍的限制，越來(lái)越不能滿足反應(yīng)的需求。在此前提下，科學(xué)工作者們發(fā)現(xiàn)若能在介孔孔道中引入大孔結(jié)構(gòu)，對(duì)提高材料的比表面積和解決傳質(zhì)問題將具有很大的幫助。因此，分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料的合成在氧化鋁工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹且淮涡碌娘w躍。

分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁因其具有相互連通的介孔大孔孔道、高比表面積以及二維或三維空間孔道結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，一方面促進(jìn)了客體分子向介孔孔道中活性位的傳輸，減小了傳輸阻力[3]；另一方面也有助于增加吸附和分離效率，延長(zhǎng)催化壽命[4]，因此分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料在催化、吸附、分離和涂裝技術(shù)等應(yīng)用中將會(huì)顯示出更廣泛的應(yīng)用前景[5-8]。分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的合成始于Shanks等[9]的報(bào)道，隨后眾多的科學(xué)工作者也投入到該領(lǐng)域中。迄今為止，關(guān)于分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的研究工作已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，下面就該材料的合成及相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行綜述。

2 分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的合成

目前關(guān)于介孔氧化鋁材料的合成有溶劑熱合成法、溶膠-凝膠法、沉淀法、微乳液法、離子液法、硬模板法及其他聯(lián)用方法[10]，但是不管選用何種制備方法，其中都是以形成具有介觀有序性復(fù)合結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體為前提，該前軀體主要是將適量的表面活性劑在溶劑中形成膠束后與水解的鋁源相互作用形成。由此可見表面活性劑對(duì)孔道的形成和調(diào)節(jié)作用具有極其重要的意義。因此借鑒介孔氧化鋁的工作，對(duì)分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料的合成依據(jù)模板劑的使用情況有如下3種分類方法：①單模板法;②雙模板法;③無(wú)模板法。

2.1 單模板法

單模板法即是在使用單一種模板劑的條件下通過(guò)模板劑的不同組裝效果形成不同的超分子結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)縮聚和粒子間堆積，最終通過(guò)模板劑的脫除得到介孔和大孔結(jié)構(gòu)。

Liu等[11]以三嵌段共聚物P123(聚環(huán)氧乙烯-聚環(huán)氧丙烯-聚環(huán)氧乙烯，EO20PO70EO20)為模板劑、檸檬酸為Al3+絡(luò)合物的助劑和pH調(diào)節(jié)劑，通過(guò)模板劑的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用首先形成六方液晶介孔相，形成的膠團(tuán)和檸檬酸反應(yīng)組裝成“囊泡狀聚合體”，得到的表面活性劑/復(fù)合離子聚合體直接形成分級(jí)結(jié)構(gòu)獨(dú)石粒子，然后這些超級(jí)膠團(tuán)與介孔孔道中的表面活性劑膠束相互交聯(lián)，通過(guò)焙燒脫除模板劑形成了介孔-大孔結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)合成參數(shù)有助于調(diào)變囊泡聚合體的形貌，從而形成不同形貌的孔道。合成的介孔-大孔γ-Al2O3比表面積為320 m2/g、介孔和大孔孔徑分布集中于30 nm和70 nm且孔道結(jié)構(gòu)在800 ℃下仍能保持穩(wěn)定。雖然該法合成操作簡(jiǎn)單，但是合成的介孔結(jié)構(gòu)通常呈蠕蟲狀，且對(duì)孔徑的調(diào)節(jié)范圍也有限。

Li等[12]以首次苯乙烯乳化液為模板、Al(OH)3為鋁源、二乙烯基苯為交聯(lián)劑、偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，通過(guò)一步法制備了介孔-大孔結(jié)晶η-Al2O3。球形大孔(直徑為8～20 μm)是聚合過(guò)程中液滴占據(jù)的空間,干燥后在聚苯乙烯表面進(jìn)行鋁前驅(qū)物的縮聚反應(yīng)形成；大孔壁上的無(wú)序介孔(孔徑為3.6 nm)則是納米粒子組裝的結(jié)果。盡管苯乙烯乳液模板形成了大孔，但對(duì)介孔的有序性調(diào)節(jié)則難以控制，值得一提的是該法可以推廣到其他多孔金屬氧化物獨(dú)石的制備。

Ren等[14]以仲丁醇鋁為鋁源，在表面活性劑Brij 56結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用下通過(guò)微波輻射熱處理方法首次成功的合成出分級(jí)結(jié)構(gòu)的介孔-大孔結(jié)晶γ-Al2O3，其大孔孔徑為0.8～2 μm，通過(guò)改變樣品的焙燒溫度，介孔孔徑在3～7.2 nm范圍可調(diào)。骨架中的大孔結(jié)構(gòu)由纖維狀的勃姆石和γ-Al2O3納米粒子組成，其介孔結(jié)構(gòu)則由模板劑分子的導(dǎo)向作用形成。該研究中同時(shí)對(duì)采用水熱合成法和微波輻射熱處理法合成產(chǎn)物孔道性質(zhì)進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用微波輻射熱處理法材料的大孔不僅表現(xiàn)出更加集中的分布，同時(shí)其比表面積和孔體積也有所提高，而且采用微波輻射熱處理法可以將合成的時(shí)間縮短到30 min，大大提升了合成效率。

采用單模板法通常操作簡(jiǎn)便，但對(duì)原料的配比及合成條件有較嚴(yán)格的要求。此外，單一模板劑的使用通常只對(duì)一種孔道(介孔或大孔)結(jié)構(gòu)的形成起到導(dǎo)向作用，而另一孔道的形成主要?dú)w結(jié)為粒子間堆積，因此單一模板劑的調(diào)節(jié)作用難以形成規(guī)律排布的孔道結(jié)構(gòu)且對(duì)孔徑范圍調(diào)節(jié)有限。

2.2 雙模板法

與單模板法不同，若合成過(guò)程中采用兩種不同的模板劑，分別形成介孔和大孔孔道結(jié)構(gòu)即是雙模板法。

Zhang等[15]基于有序介孔Al2O3的制備，使用P123/異丙醇鋁/HNO3反應(yīng)體系，引入PEG8000以生成大孔，成功地合成了介孔-大孔氧化鋁獨(dú)石材料。在制備過(guò)程中考察了P123添加量及PEG8000添加量對(duì)孔徑及形貌的影響，結(jié)果表明通過(guò)改變組分PEG8000的添加量可對(duì)介孔孔徑進(jìn)行調(diào)控，其介孔形貌則通過(guò)改變P123添加量來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)固定P123含量為2 g，PEG8000含量從1 g增加到5 g時(shí)，介孔孔徑從10 nm逐漸增加到32 nm，大孔從無(wú)到有到出現(xiàn)雙大孔(0.5 μm和6.0 μm)；當(dāng)組分中PEG8000含量固定為2 g，P123含量從1.0 g增加到3.5 g,產(chǎn)物的介孔基本集中于28 nm，大孔孔徑基本在10 μm以內(nèi)；隨著P123含量增加，獨(dú)石從蟲孔狀的大孔結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殡p大孔結(jié)構(gòu)，最終變?yōu)閹缀鯖]有大孔結(jié)構(gòu)的粉狀固體。

Dacquin等[16]采用三嵌段共聚物P123聯(lián)合單分散乳液球雙模板法成功的合成了具有有序介孔和大孔的氧化鋁。其大孔孔徑可通過(guò)選用不同尺寸的聚苯乙烯乳液微球進(jìn)行調(diào)控(如212 nm和320 nm)，獲得的介孔孔徑分別為5.1 nm和4.0 nm。從樣品的TEM和XRD照片中證明了合成產(chǎn)物中介孔和大孔孔道均具有一定的有序性，這將更加有利于客體分子的質(zhì)量傳遞。

Han等[17]采用兩步法首先合成高度有序的PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)膠態(tài)晶體模板，以Al(NO3)3·9H2O為鋁源，三嵌段共聚物F127為介孔模板基于溶膠凝膠過(guò)程制備了具有高度有序大孔結(jié)構(gòu)的介孔-大孔氧化鋁。合成過(guò)程中大孔孔徑取決于PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)的尺寸；大孔壁上產(chǎn)生的介孔則主要?dú)w因于模板劑F127的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向作用。值得注意的是，合成的介孔-大孔氧化鋁具有高熱穩(wěn)定性，在800 ℃焙燒后，γ-Al2O3比表面積仍可達(dá)79 m2/g，其介孔分布集中于4～10 nm，高度有序大孔呈三維“反蛋白石”結(jié)構(gòu)，大孔籠和窗口尺寸為170 nm和86 nm。

Li等[18]基于簡(jiǎn)單的溶膠凝膠法，使用PU(聚氨酯)復(fù)制法聯(lián)合三嵌段共聚物P123合成了具有高度有序的結(jié)晶介孔孔壁的大孔γ-Al2O3獨(dú)石材料，其介孔孔徑集中于2.9～3.4 nm，大孔孔徑為400～600 μm。該合成法中的大孔是由PU復(fù)制得到，這就限制了合成過(guò)程中對(duì)大孔結(jié)構(gòu)的連續(xù)性調(diào)節(jié)，不利于孔道更加精細(xì)的調(diào)控。

與單模板法相比較而言，雙模板法合成的分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁孔道中的介孔和大孔通常由不同的模板劑形成，在不同模板劑的導(dǎo)向作用下，可以形成具有一定有序性的介孔和有序的大孔孔道結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了反應(yīng)物分子在孔道內(nèi)的傳輸，減小了擴(kuò)散阻力，有利于提升過(guò)程的反應(yīng)效率；但是采用雙模板法合成通常操作步驟較復(fù)雜，且合成過(guò)程中的影響因素更多。

2.3 無(wú)模板法

不僅在使用模板劑的情況下可以合成介孔-大孔氧化鋁材料，在不添加模板劑的條件下也同樣可獲得。

Khaleel等[19]以異丙醇鋁為鋁源，在不同溶劑中無(wú)模板劑添加條件下，采用溶膠-凝膠法在非酸性體系中制備了分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔納米結(jié)晶γ-Al2O3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在正丁醇溶劑非酸性條件下合成的產(chǎn)物具有較高的比表面積(約500 m2/g)和可清晰分辨的介孔與大孔，介孔孔徑約4～10 nm，大孔孔徑約40～100 nm。介孔的形成與相互連接的初級(jí)粒子之間的孔隙相關(guān)，大孔則與次級(jí)粒子之間堆積形成的孔隙相關(guān)。

盡管無(wú)模板法可以在不添加模板劑的條件下合成出分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料，有利于簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，但是合成的材料其介孔和大孔通常是由于粒子間的堆積形成，一般較為雜亂無(wú)章，相對(duì)于添加模板劑的合成方法，其孔道的有序性和尺寸難以進(jìn)行調(diào)控，大大限制了材料的多種功能化使用。

3 分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的應(yīng)用

孔徑大小及分布是多孔材料作為吸附劑、催化劑等的基礎(chǔ)，它們不僅影響多孔材料對(duì)反應(yīng)物或吸附物分子選擇入孔的范圍，而且影響物質(zhì)在孔道內(nèi)的擴(kuò)散和吸附，進(jìn)而影響多孔材料作為催化劑和吸附劑的性能，如吸附量、吸附選擇性、催化活性、催化選擇性等[21]。分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔材料因其內(nèi)部相互連通的大孔孔道有利于客體分子進(jìn)入介孔進(jìn)行反應(yīng)，這種結(jié)構(gòu)使其在催化劑載體、吸附、分離等應(yīng)用方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值[22]。

3.1 吸附領(lǐng)域應(yīng)用

由有機(jī)染料(如剛果紅、甲基藍(lán)和孔雀綠)和重金屬離子(Cr3+、Cd2+、Cu2+)等引起的水污染已經(jīng)引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題，水中的有機(jī)和有毒廢水對(duì)人類的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。大量的工作已致力于水中污染物的提純，常用的方法有沉淀、吸附和薄膜分離等技術(shù)，其中吸附法因操作簡(jiǎn)便，節(jié)約空間、環(huán)境友好、可回收重金屬和應(yīng)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為研究熱點(diǎn)[23]。吸附劑是決定吸附系統(tǒng)效果的關(guān)鍵所在，傳統(tǒng)活性氧化鋁存在吸附容量低吸附速率慢等不足，而分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔Al2O3材料因其多孔結(jié)構(gòu)，大比表面積、高穩(wěn)定性和多樣的酸/堿活性位被廣泛用作吸附劑材料[24,25]。

Li等[24]通過(guò)噴霧干燥法合成中空納米γ-Al2O3微球?qū)λ芤褐械膭偣t染料進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，研究表明：對(duì)水溶液中的剛果紅吸附量最大可達(dá)322 mg/g，且合成的中空納米γ-Al2O3微球比勃姆石中空殼/核和針狀γ-Al2O3具有更高的吸附能力，這主要?dú)w因于存在的大孔和介孔一方面有利于剛果紅分子進(jìn)入吸附活性位，另一方面也有助于提高比表面積。

Nie等[26]合成γ-Al2O3微球?qū)λ芤褐械奈廴疚镏亟饘匐x子Cu2+進(jìn)行吸附研究。實(shí)驗(yàn)分別對(duì)微波法和水熱法合成產(chǎn)物的吸附性能進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明微波法和水熱法對(duì)水溶液中Cu2+吸附能力分別為8.6 mg/g和3.2 mg/g，吸附能力有明顯的改善，這在很大程度上基于介孔-大孔結(jié)構(gòu)和較大的比表面積的作用。Dou等[27]采用溶膠-凝膠過(guò)程伴隨著相分離合成了分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁，并對(duì)水溶中Sb(V)吸附性能進(jìn)行了研究。通過(guò)與AlOOH和4種不同的商用氧化鋁吸附劑進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明了分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料對(duì)Sb(V)吸附能力最強(qiáng)，為118 mg/g。

3.2 催化領(lǐng)域應(yīng)用

隨著石油化工領(lǐng)域中大分子反應(yīng)的不斷增加，沸石材料和介孔材料由于孔道范圍的局限性，致使一些大分子無(wú)法進(jìn)入其孔道進(jìn)行反應(yīng)，極大地阻礙了催化領(lǐng)域的發(fā)展。分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料因其具有不同體系的孔道結(jié)構(gòu)，賦予了該材料新的功能，如高度分散的活性位和較強(qiáng)的質(zhì)量傳遞能力，使該材料在催化領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用前景[28]。

Shen等[29]利用聚苯乙烯泡沫浸漬氧化鋁溶膠在600 ℃條件下焙燒4 h，制備出3 nm介孔和10～50 μm大孔的分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁獨(dú)石，并以該氧化鋁獨(dú)石為載體負(fù)載Ru進(jìn)行富氫氣體的CO氧化反應(yīng)。研究結(jié)果表明：Ru負(fù)載的介孔-大孔氧化鋁催化劑在較高的空速條件下對(duì)富氫氣體中的CO的優(yōu)先氧化具有極好的催化活性。這主要?dú)w因于介孔-大孔結(jié)構(gòu)不僅有利于質(zhì)量傳遞而且有助于提高負(fù)載的Ru金屬的分散性。當(dāng)γ-Al2O3催化劑中負(fù)載的Ru超過(guò)超過(guò)4 wt%，空速達(dá)60000 ml/gh時(shí)模擬重整氣體中(1% CO, 1 vol% O2, 50 vol% H2,12.5 vol% CO2, 15 vol% H2O和N2)，富氫氣體中的CO能夠被提純出到1000 ppm。

Sang等[30]通過(guò)溶膠-凝膠法選用擬勃姆石為鋁源，聚苯乙烯微球和P123為模板劑，制備出14 nm介孔和102 nm大孔的介孔-大孔氧化鋁材料，經(jīng)浸漬法處理制備Re2O7/Al2O3催化劑。結(jié)果表明介孔-大孔R(shí)e2O7/Al2O3催化劑在1-丁烯，2-丁烯制丙烯的復(fù)分解反應(yīng)中比傳統(tǒng)的Re2O7/Al2O3催化劑具有更高的活性和更長(zhǎng)的壽命。Han等[17]采用溫和的合成路徑制備了三維有序的介孔-大孔γ-Al2O3，并對(duì)負(fù)載CoMo基介孔-大孔γ-Al2O3催化劑在二苯并噻吩的加氫脫硫反應(yīng)中的催化性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，在300 ℃反應(yīng)溫度下，負(fù)載CoMo基的介孔-大孔γ-Al2O3催化劑的脫硫比率可達(dá)98.23%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商用介孔氧化鋁載體催化劑70.60%的脫硫比率。最近，Witoon等[31]也研究了Cu負(fù)載的介孔-大孔氧化鋁催化劑對(duì)CO2加氫制甲醇的催化效率，研究結(jié)果表明就CO2的轉(zhuǎn)化率來(lái)說(shuō)，介孔-大孔氧化鋁負(fù)載的Cu催化劑與介孔氧化鋁負(fù)載的Cu催化劑相比并沒有顯著優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于甲醇和二甲醚的選擇性來(lái)說(shuō)，卻具有明顯的優(yōu)勢(shì)，這依然是介孔中的大孔的存在起了決定性作用。由此可見，介孔-大孔結(jié)構(gòu)對(duì)催化劑的催化性能起到了積極的作用。

總之，分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料在吸附效率和吸附選擇性、催化效率、催化壽命等方面比介孔氧化鋁材料具有顯著優(yōu)勢(shì)，兩種不同孔道體系的相互交聯(lián)不僅對(duì)孔道結(jié)構(gòu)性能有所提升，如比表面積、孔容積；更重要的是孔道結(jié)構(gòu)性能的改善促進(jìn)了分子傳輸，使反應(yīng)物分子更易接近反應(yīng)活性位。

4 結(jié) 語(yǔ)

分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料因其特殊的孔道結(jié)構(gòu)，一方面大孔孔道有利于客體分子的質(zhì)量傳遞；另一方面介孔孔道不僅有利于增加材料的比表面積，也是活性位與反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)的場(chǎng)所，使得該材料在催化劑載體、吸附、分離等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。因此對(duì)分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的探索意義重大。

目前，分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁的合成尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，在大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用中較少。合成分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料主要使用模板法，少量報(bào)道在無(wú)模板的條件下也能合成。盡管通過(guò)調(diào)節(jié)組分參數(shù)，在特定條件下制備出了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)介孔-大孔氧化鋁材料，但是在合成過(guò)程中受到諸多因素的影響，如溫度、pH、反應(yīng)條件等，如何有效地調(diào)控兩種孔道結(jié)構(gòu)的空間分布，實(shí)現(xiàn)各自孔道結(jié)構(gòu)的連續(xù)性調(diào)節(jié)，改善產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性、有序性、簡(jiǎn)化操作步驟，減少能耗以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域仍需要大量的研究。

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(編輯 吳 琛)

Research Advance on HierarchicallyMeso-Macroporous Alumina

ZHANG Ruiqi1, WANG Xiaozhong1, CUI Yingying1, LIAN Haixia1, DONG Jiaxin1, BA Yadong1, WANG Zheng2

(1.Institute of Special Chemicals, College of Chemistry and Chemical Engineering, State Key Laboratory Breeding Base of Coal Science and Technology Co-Founded by Shanxi Province and the Ministry of Science and Technology, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China)(2.State Key Laboratory of High-Efficiency Coal Utilization and Green Chemical Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)

From the first preparation of mesoporou alumina, more and more attentions have been paid to the material for its wide applications in catalysis and adsorption. With the development of macromolecule reaction in petrochemical industry, the use of mesoporous alumina has been gradually limited, so the preparation of hierarchically meso-marcoporous alumina will have great significance. The hierarchically meso-macroporous alumina with mesopores and macropores simultaneously has many potential applications in adsorption and catalytic fields，because the meso-macroporous structure is not only benefical to the transmission of guest molecule in channel, but also good for the improvement of specific surface area, then the efficiency of adsorption and separation can be promoted and the catalyst lifetime can also be extended. The review introduces the preparation methods of meso-macroporous alumina by single template, dual template and free template, as well as the practical applications in adsorption and catalytic fields. Finally, the development trend of hierarchically meso-macroporous alumina is also discussed.

meso-macroporous materials; alumina; template; adsorption; catalysis

2016-01-15

煤科學(xué)與技術(shù)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地開放課題(mkx201707)；山西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2012011005-5)；煤轉(zhuǎn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(11-12-602)

張瑞琪，男，1990年生，碩士研究生

王曉鐘，男，1964年生，教授，碩士生導(dǎo)師，Email: wangxiaozhong@tyut.edu.cn

10.7502/j.issn.1674-3962.2017.05.09

TQ133.1

A

1674-3962(2017)05-0384-05