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CN103508476A - 介孔纳米氧化铝及其制备方法和应用 - Google Patents

介孔纳米氧化铝及其制备方法和应用 Download PDF

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CN103508476A CN201210212154.8A CN201210212154A CN103508476A CN 103508476 A CN103508476 A CN 103508476A CN 201210212154 A CN201210212154 A CN 201210212154A CN 103508476 A CN103508476 A CN 103508476A
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China Petroleum and Chemical Corp
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Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
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Abstract

本发明提供了一种介孔纳米氧化铝的制备方法，该方法包括：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除凝胶体系中的溶剂并焙烧，得到介孔纳米氧化铝；其中，所述模板剂为如式（1）所示的嵌段共聚醚；其中，R1为氨基取代的烃基，x、y和z各自分别为1-100；所述铝源为有机铝源。本发明还提供了由该制备方法制得的介孔纳米氧化铝及其在异丙醇脱水制丙烯中的应用。本发明提供的制备方法无需调节溶液酸碱性，方法简单且减轻环境负担；制得的介孔纳米氧化铝具有较大孔径和比表面积并且在异丙醇脱水制丙烯反应中能够获得很高的异丙醇转化率和丙烯选择性。式（1）
Figure DDA00001795957500011

Description

介孔纳米氧化铝及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种介孔纳米氧化铝及其制备方法和应用。
背景技术
氧化铝是一种多孔性、高分散度的固体物料，具有良好的吸附性能、表面酸性及热稳定性，是一种重要的催化剂或催化剂载体，应用广泛。近年来，介孔纳米氧化铝的制备及应用研究面很广。介孔纳米氧化铝的制备方法，目前主要有模板法、活性铝粉水解法、硫酸铝铵法、溶胶-凝胶法等，其中以表面活性剂为模板制备氧化铝材料研究较多，其中的表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。离子表面活性剂又分为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。阳离子表面活性剂法主要是加入十六烷基三甲基溴化铵等阳离子表面活性剂作为模板剂，与铝源在酸性或碱性作用条件下沉淀出氧化铝；阴离子表面活性剂法主要是加入十二烷基磺酸钠等阴离子表面活性剂作为模板剂，与铝源在酸性或碱性作用条件下沉淀出氧化铝。非离子表面活性剂法研究较多，包括TritonX系列、聚乙二醇系列，以及聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物作为表面活性剂，一般与铝源在酸性作用条件下沉淀出来。涉及的嵌段共聚物主要有P123、F127、F84等。
文献（J Am Chem Soc,2002,124,12294-12301）报道，以硝酸铝或氯化铝为铝源，采用P64、P65、P84、P123等作为模板剂，所得介孔纳米氧化铝的比表面积范围为249-367m2/g，介孔孔径为4.0-9.6纳米，其中，以P65为模板剂，氧化铝的比表面积可达367m2/g，介孔孔径为5.6纳米；另有文献（Chem Mater,2011,23,1147-1157）报道，采用P123为模板剂，制备了一系列金属氧化物介孔材料，其中以氯化铝为铝源，可以得到比表面积为469m2/g,介孔孔径为6.6纳米的介孔纳米氧化铝。
CN101024503A公开了一种超重力反应器采用沉淀法制备介孔氧化铝的方法，制备的介孔氧化铝的比表面积为250-300m2/g，介孔孔径为4-10纳米；CN101492170A公开了一种阳离子表面活性剂CTAB，阴离子表面活性剂月桂酸等，非离子表面活性剂P123、F127，在酸性条件下制备介孔纳米氧化铝，比表面积为300m2/g以下，平均介孔孔径为6.7纳米以下；CN102219242A公开了一种以P123为模板剂，无机酸或无机碱为沉淀剂制备介孔氧化铝的方法，介孔氧化铝比表面积180-400m2/g，平均介孔孔径为3.5-7.6纳米；CN101863499A公开了一种在有机酸助剂作用下，以P123或F27为模板剂制备大孔-介孔氧化铝的方法。
上述方法虽然可以制得介孔氧化铝催化剂，但在加入铝源后一般都需要调节酸碱性，或者直接选择酸性条件下制备，不但工艺复杂，而且也增加了后期处理的负担。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术制备介孔纳米氧化铝方法复杂的缺陷，提供一种无需调节溶液酸碱性，方法简单且减轻环境负担的介孔纳米氧化铝的制备方法和由该方法制备得到的介孔纳米氧化铝及其在异丙醇脱水制丙烯中的应用。
在前述背景技术的教导下，大部分研究者均认为，在合成介孔纳米氧化铝的过程中，均需要调节溶液的酸碱性。在很长一段时间内，本发明的发明人也持上述观点，而本发明的发明人打破常规思路，在研究过程中意外的发现，采用端基为氨基取代烃基的聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚醚作为模板剂和采用有机铝源，在水解中不再需要调节溶液酸碱性，制备的介孔纳米氧化铝具有较大的比表面积和较大的孔径，且催化性能优于常用的嵌段共聚物如P123等，而且制备方法简单。基于上述发现完成了本发明。
本发明提供了一种介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，该方法包括：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除凝胶体系中的溶剂并焙烧，得到介孔纳米氧化铝；其中，所述模板剂为如式（1）所示的嵌段共聚醚；所述铝源为有机铝源，
式（1）
Figure BDA00001795957300031
其中，R1为氨基取代的烃基，x、y和z各自分别为1-100。
此外，本发明还提供由上述制备方法制得的介孔纳米氧化铝。
此外，本发明还提供了介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯中的应用。
由上述本发明的方法可以看出，本发明的方法简单易行，条件易于控制。本发明采用端基为氨基取代烃基的聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚醚作为模板剂来制备介孔纳米氧化铝，结合有机铝源，避免了直接选择酸性条件下制备或后续水解中的酸碱调节，从而克服了现有技术中需要调节pH的缺陷，以相对简便方式获得比表面积大且介孔尺寸也相对较大的介孔纳米氧化铝，并且介孔纳米氧化铝作为异丙醇脱水制丙烯的催化剂时具有很高的异丙醇转化率和丙烯选择性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为实施例1制得的介孔纳米氧化铝的扫描电镜照片；
图2为实施例2制得的介孔纳米氧化铝的扫描电镜照片；
图3为实施例3制得的介孔纳米氧化铝的扫描电镜照片；
图4为对比例1制得的氧化铝的扫描电镜照片；
图5为对比例2制得的氧化铝的扫描电镜照片。
具体实施方式
一种介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，该方法包括：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除凝胶体系中的溶剂并焙烧，得到介孔纳米氧化铝；其中，所述模板剂为如式（1）所示的嵌段共聚醚；所述铝源为有机铝源，
式（1）
其中，R1为氨基取代的烃基；x、y和z各自分别为1-100，优选y为9-39，y：(x+z)为2-7，进一步优选y为9时，y：(x+z)为2.5、y为12.5时，y：(x+z)为2.08或y为39时，y：(x+z)为6.5。
上述介孔纳米氧化铝的制备方法主要通过选择如式（1）所示的嵌段共聚醚为模板剂以及选择有机铝源作为铝源，不需要调节溶液的酸碱性，因此其他步骤和条件可以采用本领域公知的步骤和条件进行。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，如式（1）所示的嵌段共聚醚中，R1为氨基取代的烃基，R1中的氨基为-NH2、-NHR2或者-N(R2)2；R2为碳原子数为1-4的烷基；R1的碳原子数为1-4，并且，R1的碳原子数为2-4时，优选R1中的氨基为1-取代或2-取代。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，为了进一步实现本发明的目的，优选R1为-CH2NH2、-CH2NHCH3、-CH2N(CH3)2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2NH(C2H5)、-CH2CH2N(C2H5)2、-CH2CHNH2CH3、-CH2CH(NHCH3)CH3、-CH2CHN(CH3)2CH3或-CH2CHNH2CH2CH3，特别优选R1为-CH2CHNH2CH3。
本发明优选的模板剂为CH3CHNH2CH2(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zCH2CHNH2CH3（y=9，y：(x+z)=2.5）、CH3CHNH2CH2(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zCH2CHNH2CH3（y=12.5，y：(x+z)=2.08）或CH3CHNH2CH2(C3H6O)x(C2H4O)y(C3H6O)zCH2CHNH2CH3（y=39，y：(x+z)=6.5）。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，本发明对制备含有模板剂和铝源的凝胶体系的步骤无特殊要求，优选情况下，该步骤包括：（1）在30-60℃下，将模板剂溶于有机溶剂中；（2）将有机铝源溶于步骤（1）所得溶液中，为了使得有机铝源能够充分溶解，优选添加有机铝源后搅拌10-60分钟，进一步优选为15-50分钟；（3）向步骤（2）所得溶液中滴加适量水并混合均匀，形成凝胶体系，为了使形成的凝胶体系混合的更加均匀，优选在滴加去离子水后，继续搅拌2-20小时，进一步优选为4-16小时。
根据本发明的上述催化剂制备方法即可制得介孔纳米氧化铝催化剂，对所述模板剂、有机溶剂、有机铝源和水的摩尔比无特殊要求，可以在较宽的范围内选择，优选情况下，有机铝源、模板剂、有机溶剂和水的摩尔比为1：0.05-0.7：5-120：3-15。为了进一步实现本发明的目的，优选有机铝源、模板剂、有机溶剂和水的摩尔比为1：0.1-0.5：10-100：3-8。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，本发明对所述有机铝源的种类无特殊要求，但为了更好的实现本发明的目的，优选醇铝盐，进一步优选甲醇铝、乙醇铝、丙醇铝、异丙醇铝和丁醇铝中的一种或多种，更优选异丙醇铝。
本发明的发明人发现，选用有机铝源优选醇铝盐特别是异丙醇铝在溶液中分散性比无机铝盐更好，因为有机铝源与该溶液中的有机溶剂、模板剂和任选加入的助表面活性剂存在相似的有机部分，可能模板剂的表面氨基能够与有机铝源作用，从而影响最终介孔纳米氧化铝的某些理化性能，得到孔径和比表面积较大的介孔纳米氧化铝；此外，使用模板剂和有机铝源后，在水解中不再需要酸碱调节或酸性条件。为了使有机铝源充分水解，向体系中滴加适量的水，同时搅拌，在一定温度下，使有机铝源水解，最终形成乳白色的凝胶状体系。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，本发明对所述有机溶剂的种类无特殊要求，只要能使模板剂和助表面活性剂在有机溶剂中充分溶解，形成澄清透明溶液即可。优选情况下，所述有机溶剂为醇、腈和酮中的一种或多种。进一步优选所述醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇和异丁醇中的一种或多种，所述腈为乙腈，所述酮为丙酮。为了更进一步实现本发明的目的，优选有机溶剂为乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或多种，特别优选丙酮。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，优选情况下，制备含有模板剂和铝源的凝胶体系的过程中，还加入有助表面活性剂，本发明对所述助表面活性剂的加入顺序没有特别要求，可以参照现有技术进行。本发明对所述助表面活性剂的种类也没有特殊要求，可以参照现有技术进行。为了更好的实现本发明的目的，所述助表面活性剂与有机溶剂不相同，所述助表面活性剂为碳原子数为7-11的饱和一元醇，优选异辛醇；另外，所述助表面活性剂与铝源的摩尔比无特殊要求，可以在较宽的范围内选择，优选情况下，所述助表面活性剂与铝源的摩尔比为0.5-20：1，更优选1-10：1。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，本发明对所述去除凝胶体系中的溶剂的条件无特殊要求，优选情况下，所述去除凝胶体系中的溶剂的步骤包括：将凝胶体系依次进行第一次静态挥发溶剂和第二次静态挥发溶剂；所述第一次静态挥发溶剂的温度为30-80℃，更优选30-60℃，时间为2-20小时，更优选5-15小时；所述第二次静态挥发溶剂的温度为大于80℃至小于或等于95℃，更优选85-95℃，时间为6-18小时，更优选8-14小时。进一步优选第一次静态挥发溶剂后直接进行第二次静态挥发溶剂。本发明通过对凝胶体系依次进行第一次静态挥发溶剂和第二次静态挥发溶剂，可以制得孔径分布更均匀的介孔纳米氧化铝。
根据本发明所述的介孔纳米氧化铝的制备方法，其中，本发明对所述焙烧的条件无特殊要求，优选情况下，所述焙烧的温度为400-750℃，更优选450-700℃，时间为2-10小时，更优选4-8小时。
本发明还提供由上述制备方法制得的介孔纳米氧化铝。
本发明还提供了介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯中的应用。
下面结合实施例进一步描述本发明。本发明的范围不受这些实施例限制。
以下实施例中，样品的扫描电镜照片是通过美国FEI公司XL-30场发射环境扫描电子显微镜得到；BET表征方法在美国MICROMERITICS公司ASAP2020-M+C全自动物化吸附仪上进行。在催化剂性能评价中，采用配有HP Plot-Q毛细管柱和FID检测器的Agilent HP-6890型气相色谱仪分析产物组成。通过校正归一法进行定量，均可参照现有技术进行，在此基础上计算反应物的转化率、产物的选择性等评价指标。
异丙醇的转化率计算公式如下：
Figure BDA00001795957300071
丙烯对异丙醇的选择性的计算公式如下：
Figure BDA00001795957300072
其中，X为转化率；S为选择性；m为组分的质量；n为组分的摩尔量；其中m0和n0分别表示组分反应前的质量和摩尔量。
以下实施例中，模板剂购自美国Aldrich公司，其他试剂均来自商购。
实施例1
在40℃下，将3.20克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=12.5，y：(x+z)=2.08，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：
Figure BDA00001795957300081
ED-900）加入13.20克丙酮中搅拌溶解，然后加入3.00克异辛醇和1.90克异丙醇铝并搅拌50分钟；再向其中滴加去离子水0.60克，继续搅拌6小时；然后在60℃条件下，静态挥发5小时，在85℃静态挥发14小时；最后在500℃焙烧6小时，得到0.41克介孔纳米氧化铝。
表征结果：平均孔径14.18纳米；比表面积341.1m2/g；
扫描电镜照片参见图1。
实施例2
在30℃下，将0.86克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=12.5，y：(x+z)=2.08，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：ED-900）加入45.00克丙酮中搅拌溶解，然后加入1.30克异辛醇和1.90克异丙醇铝并搅拌35分钟；再向其中滴加去离子水1.20克，继续搅拌4小时；然后在45℃条件下，静态挥发15小时，在95℃静态挥发8小时；最后在450℃焙烧8小时，得到0.43克介孔纳米氧化铝。
表征结果：平均孔径12.00纳米；比表面积413.1m2/g；
扫描电镜照片参见图2。
实施例3
在60℃下，将4.00克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=12.5，y：(x+z)=2.08，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：ED-900）加入13.00克丙酮中搅拌溶解，然后加入5.81克异辛醇和1.62克三乙醇铝并搅拌15分钟；再向其中滴加去离子水0.90克，继续搅拌4小时；然后在30℃条件下，静态挥发10小时，在90℃静态挥发12小时；最后在700℃焙烧4小时，得到0.43克介孔纳米氧化铝。
表征结果：平均孔径11.85纳米；比表面积369.7m2/g；
扫描电镜照片参见图3。
实施例4
在40℃下，将10.65克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=12.5，y：(x+z)=2.08，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：
Figure BDA00001795957300092
ED-900）、15.4克异辛醇和30.30克异丙醇铝加入64.30克丙酮中，搅拌30分钟；再向其中滴加去离子水23.9克，继续搅拌16小时；然后在70℃条件下，静态挥发4小时，在80℃静态挥发16小时；最后在400℃焙烧10小时，得到7.51克介孔纳米氧化铝。该样品的扫描电镜照片与图1相似。
实施例5
按照实施例1的方法制备介孔纳米氧化铝，不同的是，模板剂采用2.4克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=9，y：(x+z)=2.5，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：ED-600），最终得到0.40克介孔纳米氧化铝。该样品的扫描电镜照片与图1相似。
实施例6
按照实施例1的方法制备介孔纳米氧化铝，不同的是，模板剂采用7.55克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=39，y：(x+z)=6.5，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：
Figure BDA00001795957300101
ED-2003），最终得到0.42克介孔纳米氧化铝。该样品的扫描电镜照片与图1相似。
实施例7
在60℃下，将3.30克如式（1）所示的嵌段共聚醚模板剂（y=12.5，y：(x+z)=2.08，R1为-CH2CHNH2CH3；商品牌号：
Figure BDA00001795957300102
ED-900）和1.90克异丙醇铝加入14.00克丙酮中，搅拌15分钟；再向其中滴加去离子水0.70克，继续搅拌4小时；然后在30℃条件下，静态挥发10小时，在90℃静态挥发12小时；最后在600℃焙烧4小时，得到0.40克介孔纳米氧化铝。该样品的扫描电镜照片与图1相似。
对比例1
按照实施例1的方法制备氧化铝，不同的是，模板剂采用20.62克P123（平均分子量约5800）。
其扫描电镜照片参见图4。
对比例2
用去离子水分别配置浓度为0.1mol/L硫酸铝溶液和0.2mol/L的碳酸氢钠溶液；在搅拌下，将40克0.2mol/L碳酸氢钠溶液缓慢滴加到10克0.1mol/L硫酸铝溶液中，搅拌至不产生气泡为止；经过滤、洗涤，110℃恒温干燥12小时，再于500℃恒温焙烧6小时得到氧化铝。
其比表面积为13.9m2/g，其扫描电镜照片参见图5。
应用实施例1
将实施例1制备的介孔纳米氧化铝经压片、破碎、筛选得到10-20目的颗粒，在连续流动固定床上进行异丙醇脱水制丙烯的反应评价。
反应器内径为10毫米的不锈钢反应管，催化剂装填量为2.00克，反应压力为0.1MPa，反应温度为190～450℃，异丙醇进料重量空速WHSV=1h-1，氮气作为稀释剂，异丙醇/（异丙醇+氮气）的摩尔比为0.3：1。产物采用在线色谱分析，数据采用归一法进行处理，计算异丙醇转化率及丙烯选择性，结果如表1所示。
表1
  反应温度(℃)   异丙醇转化率(%)   丙烯选择性(%)
  250   99.4   99.5
  270   99.5   99.8
  290   99.7   99.8
  350   100   99.0
  400   100   97.4
  440   100   96.3
应用实施例2
将实施例2制备的介孔纳米氧化铝经压片、破碎、筛选得到10-20目的颗粒，在连续流动固定床上进行异丙醇脱水制丙烯的反应评价。
采用应用实施例1中的方法考察介孔纳米氧化铝催化剂的活性，不同的是，异丙醇重量空速WHSV=0.5h-1。
实验表明，当异丙醇WHSV=0.5h-1时，催化剂的反应温度为240-350℃时，异丙醇转化率大于99%，丙烯选择性大于99%；当反应温度从350℃继续升高到440℃，丙烯选择性只从99%下降到96%。
应用实施例3
将实施例3制备的介孔纳米氧化铝经压片、破碎、筛选得到10-20目的颗粒，在连续流动固定床上进行异丙醇脱水制丙烯的反应评价。
采用应用实施例1中的方法考察介孔纳米氧化铝催化剂的活性，不同的是，异丙醇重量空速WHSV=2h-1。
实验表明，当异丙醇WHSV=2h-1时，催化剂的反应温度为250-350℃时，异丙醇转化率大于99%，丙烯选择性大于99%；当反应温度从350℃继续升高到440℃，丙烯选择性只从99%下降到96%。
应用实施例4
将实施例4制备的介孔纳米氧化铝经压片、破碎、筛选得到10-20目的颗粒，在连续流动固定床上进行异丙醇脱水制丙烯的反应评价。
采用应用实施例1中的方法考察介孔纳米氧化铝催化剂的活性，不同的是，异丙醇重量空速WHSV=2h-1。
实验表明，当异丙醇WHSV=2h-1时，催化剂的反应温度为260-350℃时，异丙醇转化率大于99%，丙烯选择性大于99%；当反应温度从350℃继续升高到440℃，丙烯选择性只从99%下降到96%。
应用对比例1
将对比例1制备的氧化铝经压片、破碎、筛选得到10-20目的颗粒，在连续流动固定床上进行异丙醇脱水制丙烯的反应评价。
采用应用实施例1中的方法考察氧化铝催化剂的活性。
实验表明，当异丙醇WHSV=1h-1时，催化剂的反应温度为270-320℃时，异丙醇转化率大于99%，但丙烯选择性为97～99%；反应温度从320℃继续升高到440℃，丙烯选择性从98%下降到93%。
根据实施例1-3的数据可见，本发明提供的介孔纳米氧化铝的制备方法能够制备出平均孔径（11-15纳米）和比表面积（330-450m2/g）较大的介孔纳米氧化铝。且由图1-3可以清楚的看出由实施例1-3得到的样品具有较规则的蠕虫状，并且大小较均匀。实施例4具有与实施例1样品相似的特征。根据实施例5-7，通过采用不同氨基取代烃基的聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚醚以及不添加助表面活性剂异辛醇，同样可以实现本发明制备平均孔径较大和比表面积较大的介孔纳米氧化铝的目的。
根据图4与图3对比可以看出对比例1的样品形状均匀性较差，排列较为混乱。由图5与图2对比可以看出对比例2样品团聚严重，均匀性差。由图1-5说明，根据本发明提供的制备方法得到的介孔纳米氧化铝比对比例1和2的制备方法制备得到的介孔纳米氧化铝的形状、大小均匀性更好。
根据应用实施例1-4可以看出，采用本发明制得的介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯反应中具有很高的催化活性，当反应温度为260-350℃时，异丙醇转化率和丙烯选择性均大于99%，其催化性能明显优于依照对比例1不调节溶液pH值，采用P123模板剂与有机铝源制备的氧化铝在异丙醇脱水制丙烯的反应中的催化性能，主要表现在异丙醇转化率和丙烯选择性均大于99%时的反应温度范围相对较宽，以及丙烯选择性相对较高。
由此可以看出，本发明通过采用端基为氨基取代烃基的聚丙二醇-聚乙二醇-聚丙二醇嵌段共聚醚作为模板剂，结合有机铝源，避免了直接选择酸性条件下制备或后续水解中的酸碱调节，从而克服了现有技术中需要调节pH的缺陷，并且获得的介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯的反应中的活性也较高。克服了现有的介孔纳米氧化铝的制备过程中，工艺的繁琐程度与制得的介孔纳米氧化铝的活性无法同时兼顾的问题。

Claims (12)

1.一种介孔纳米氧化铝的制备方法，其特征在于，该方法包括：制备含有模板剂和铝源的凝胶体系；然后去除凝胶体系中的溶剂并焙烧，得到介孔纳米氧化铝；其中，所述模板剂为如式（1）所示的嵌段共聚醚；所述铝源为有机铝源，
式（1）
Figure FDA00001795957200011
其中，R1为氨基取代的烃基，x、y和z各自分别为1-100。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，R1中的氨基为-NH2、-NHR2或者-N(R2)2；R2为碳原子数为1-4的烷基；
其中，R1的碳原子数为1-4；并且，R1的碳原子数为2-4时，优选R1中的氨基为1-取代或2-取代。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述R1为-CH2NH2、-CH2NHCH3、-CH2N(CH3)2、-CH2CH2NH2、-CH2CH2NH(C2H5)、-CH2CH2N(C2H5)2、-CH2CHNH2CH3、-CH2CH(NHCH3)CH3、-CH2CHN(CH3)2CH3或-CH2CHNH2CH2CH3，优选R1为-CH2CHNH2CH3。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，制备含有模板剂和铝源的凝胶体系的步骤包括：
（1）在30-60℃下，将模板剂溶于有机溶剂中；
（2）将有机铝源溶于步骤（1）所得溶液中；
（3）向步骤（2）所得溶液中滴加适量水并混合均匀，形成凝胶体系。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，有机铝源、模板剂、有机溶剂和水的摩尔比为1：0.05-0.7：5-120：3-15，优选1：0.1-0.5：10-100：3-8。
6.根据权利要求1、4和5中任意一项所述的制备方法，其中，所述有机铝源为醇铝盐，优选甲醇铝、乙醇铝、丙醇铝、异丙醇铝和丁醇铝中的一种或多种。
7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，所述有机溶剂为醇、腈和酮中的一种或多种，所述醇优选甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇中的一种或多种，所述腈优选乙腈，所述酮优选丙酮。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其中，制备含有模板剂和铝源的凝胶体系的过程中，还加入有助表面活性剂，所述助表面活性剂为碳原子数为7-11的饱和一元醇，优选异辛醇；所述助表面活性剂与铝源的摩尔比为0.5-20：1，优选1-10：1。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述去除凝胶体系中的溶剂的步骤包括：将凝胶体系依次进行第一次静态挥发溶剂和第二次静态挥发溶剂；所述第一次静态挥发溶剂的温度为30-80℃，优选30-60℃，时间为2-20小时，优选5-15小时；所述第二次静态挥发溶剂的温度为大于80℃至小于或等于95℃，优选85-95℃，时间为6-18小时，优选8-14小时。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述焙烧的温度为400-750℃，优选450-700℃，时间为2-10小时，优选4-8小时。
11.权利要求1-10中任意一项所述的制备方法制得的介孔纳米氧化铝。
12.权利要求11所述的介孔纳米氧化铝在异丙醇脱水制丙烯中的应用。
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