硅酸铝制备过程的研究(下)

发布时间：2021-12-17 15:28:31 浏览数：次

3.1.2 pH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2 pH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Å
2.39	80.10	0.360	179.93
2.89	190.39	0.592	124.53
3.25	71.72	0.493	275.27
4.01	297.57	0.528	71.07

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8~10的范围内分别在下列不同温度(450℃﹑500℃﹑550℃﹑600℃)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Å
450	464.89	0.399	34.28
500	493.37	0.416	33.78
550	526.47	0.468	35.62
600	491.77	0.466	37.93

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Å。孔体积在0.39～0.47m³/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。

3.2.2 pH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4 pH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Å
9.02	207.81	0.367	70.82
9.32	384.51	0.342	36.82
9.47	497.74	0.852	71.07
9.85	510.85	0.317	24.83

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=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相关热词搜索：制备过程研究 硅酸铝