介孔氧化铝改性研究进展.docx

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进入21世纪以来，在新能源、环保、化学、医药等领域，功能材料和分子筛材料的应用和开发，对介孔材料的研究提出了更高的要求，揭示了很多科学问题，从而引发了更多科研工作者的关注。介孔氧化铝（mesoporous alumina，MA）由于其具有优异的介孔结构、高比表面积、良好的热稳定性、生物惰性等特点而备受关注。本文旨在对介孔氧化铝的改性研究进展进行综述，包括改性方法和对其性能的影响。
1. 改性方法
化学改性
(1) 活性物质的表面改性：由于原始MA表面的羟基使其表面电性质呈现弱酸性，可采用化学分散剂进行改性，比如四丁基氢氧化铵。同时，通过向MA中引入有机结构或无机化合物，例如阳离子可交换材料、反应性有机物等，可赋予MA更多的活性表面官能团。
(2) 氟化物改性：通过将MA与氟化物溶液浸泡，再经水洗或加热处理，可以引入氟离子或氟化铝等，增加氧化铝表面的亲疏水性。
(3) 氮化改性：氮化MA可增加其化学和热稳定性、改善氧化铝导电性，提高其表面催化活性等特性。
物理改性
(1) 热处理：热处理可用于促进MA孔道大小和形貌的调控，优化其催化和吸附性能等特性。
(2) 真空干燥：真空干燥可通过升高温度和降低压力调控母体MA孔道的大小和形貌，从而改善其高温应用性能。
(3) 离子束辐射：离子束辐射可促使氧化铝表面的氧原子向内扩散，有助于形成大小不同的孔道，提高MA的催化性能和热稳定性。
2. 改性效果
比表面积
MA经过化学改性后，比表面积和孔道尺寸可以得到有效控制。例如，引入氟离子和有机结构可以形成大孔道结构，极大地提高比表面积和催化性能。酸性氧化铝表面的阳离子可以促进分子沉积，进一步提高比表面积。
水热稳定性
由于MA导热性能好、热稳定性高、结构稳定，因此可以支持不同种类的催化剂。研究表明，MA在典型的水热条件下可以保持高度的结构相似性和亲液性。
催化性能
修改MA表面化学性质可以有效改善其催化性能。在研究中发现，改性MA可以促进不同种类的反应，并显示出更高的稳定性和选择性。例如，改性后的MA催化的环烷烃化反应和Knoevenagel反应是当前研究的热点。
3. 总结
介孔氧化铝是近年来备受关注的功能材料。化学和物理改性是控制MA孔道大小和形貌的重要手段。改性可以通过调控MA表面性质，促进其高度亲液性，同时改善MA的催化性能和热稳定性。虽然目前介孔氧化铝的改性研究已取得了显著成果，但还存在许多挑战和难点，例如孔道稳定性和分子筛催化剂的制备等问题。