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《天津大学》 2007年
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凝胶法制备改性活性氧化铝研究

顾伟伟  
【摘要】: 为了深入考察杂质元素对活性氧化铝的高温热稳定效应,本论文采用凝胶法制备得到磷改性活性氧化铝,通过采用XRD、BET、红外、核磁共振等表征手段,系统研究了非金属元素磷对氧化铝的晶型、比表面积、孔结构以及表面酸性的影响,研究表明:磷的添加有利于提高活性氧化铝的高温热稳定性,增大其比表面积,在同一温度下,随着磷含量的增加,活性氧化铝的比表面积和孔容逐渐增大;添加5wt%磷元素后的活性氧化铝样品,经500℃煅烧3h后比表面积达到329.5m~2·g~(-1),孔容达到0.854ml·g~(-1);α晶相转变温度由1100℃提高到了1300℃;经1200℃煅烧3h后,比表面积仍保持在85.3m~2·g~(-1)、孔容0.356ml·g~(-1)、孔分布集中在10~60nm区间,平均孔径保持在15nm左右。 推测在凝胶化过程中,磷元素进入Al_2O_3的表层晶格,占据γ-Al2O3的四面体空位;随着温度的升高,空位中的磷对氧化铝相变时的阳离子重排过程产生位阻效应,从而抑制了α粒子的形核过程,提高了γ-Al_2O_3向α-Al_2O_3的转变温度,改善了样品的高温热稳定性。随着温度的进一步升高,磷逐渐向氧化铝表面迁移、富集,并析出磷酸铝晶体,相变也随之进一步的完全。 采用相同工艺制备得到相同添加量的镧、铈、钡和铈锆改性γ-Al_2O_3,考察不同改性元素对活性氧化铝性能的影响。通过比对发现:在添加量相同的情况下,稀土金属、碱土金属都能很好地稳定氧化铝的表面结构。但磷改性样品在低温(500℃)和高温(1200℃)下更能提高氧化铝的比表面积和孔容,稳定氧化铝的表面结构和形态。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ133.1

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