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有序介孔氧化铝基复合金属氧化物的合成、结构分析及性能研究
摘要
有序介孔氧化铝（OMA）具有大的比表面积、孔径大小可调和高催化活性等优点，在催化、吸附、分离等领域有着广泛的应用。本文通过介绍OMA的基本特性、合成方法及优化，并结合最新的研究成果，探讨了OMA基复合金属氧化物的制备、表征方法及其在催化反应中的应用，并对其性能和机理进行了概述和分析。
关键词：有序介孔氧化铝、复合金属氧化物、制备、催化反应、性能和机理
Abstract
Orderedmesoporousalumina(OMA)hastheadvantagesoflargespecificsurfacearea,adjustableporesizeandhighcatalyticactivity,andhaswideapplicationsincatalysis,adsorption,separationandotherfields.Inthispaper,throughtheintroductionofthebasiccharacteristics,synthesismethodsandoptimizationofOMA,combinedwiththelatestresearchresults,thepreparation,characterizationmethodsandapplicationofOMA-basedcompositemetaloxidesincatalyticreactionswerediscussed,andthepropertiesandmechanismsweresummarizedandanalyzed.
Keywords:Orderedmesoporousalumina,compositemetaloxides,preparation,catalyticreactions,propertiesandmechanisms
1.引言
有序介孔氧化铝（OMA）是一种具有有序孔道结构、高比表面积和高稳定性的介孔材料。OMA的孔道大小可通过模板压制及烧结温度等条件进行调控，其孔径在2~50nm之间，结构稳定性好，孔道内具有大量的活性羟基和酸性位点，优异的催化性能十分突出。OMA不仅能够在化学反应和环境净化领域发挥重要作用，并且在制
备纳米材料、二氧化碳捕集与转化、分离技术等领域具有潜在的应用。在OMA的制备方法上，常用的方法有溶胶凝胶法、硬模板法、软模板法和热压法等。
OMA基复合金属氧化物（OMA-MOx）是指在OMA中嵌入或负载其他金属氧化物，以提高其催化性能和特定的催化反应活性的材料。本文主要综述了OMA-MOx的制备方法、表征手段、催化反应性能及其机理的研究进展。
2.OMA-MOx的制备方法
OMA-MOx的制备方法包括两种，一种是在OMA的孔结构内嵌入或负载MOx的单原子离子或离子簇，称为内嵌型OMA-MOx，另一种是将已经合成好的OMA与MOx粒子物理混合，形成复合型OMA-MOx，具体的制备方法如下：
2.1内嵌型OMA-MOx的制备方法：
（1）前驱体浸渍法：将OMA浸泡在MOx前驱体或金属氧化物/A(NO3)x（A代表原子量相等的两种不同金属，x代表阴离子配位数）的混合溶液中，经干燥、煅烧得到。
（2）溶胶凝胶法：先制备MOx溶胶，随后将OMA浸泡在MOx溶胶中，经干燥、煅烧得到。
2.2复合型OMA-MOx的制备方法：
（1）物理混合法：将已经合成的MOx粒子与OMA物理混合。
（2）共沉淀法：通过共沉淀合成OMA-MOx，适宜于负载度高、粒径小的MOx，使用硝酸盐和铵盐作为共沉淀剂。
3.OMA-MOx的表征手段
制备好OMA-MOx之后，需要对其进行表征与评价。常用的表征手段有扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积分析、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和紫外可见吸收光谱（UV-Vis）等。
SEM和TEM可以用来分析OMA-MOx的形貌和孔道结构。XRD可以用来鉴别MOx的晶相和晶粒大小。比表面积分析可以用来测量OMA-MOx的比表面积、孔径大小和孔隙体积等参数。FT-IR和UV-Vis可以用来分析OMA-MOx的结构和表面羟基、酸性位点的数量和性质。
4.OMA-MOx在催化反应中的应用及其性能和机理研究
OMA-MOx在催化反应中广泛应用于卤代芳烃的脱卤、醇醛的羰基化反应、低碳烷烃的分子筛负载的催化氧化反应、甲醇重整反应等。OMA-MOx具有高的催化活性、选择性和抗毒性能等特点。
（1）卤代芳烃的脱卤反应
OMA-MOx被广泛应用于卤代芳烃的脱卤反应。OMA-MOx具有高比表面积和酸性位点，能够在较低的反应温度下实现高活性和选择性的脱卤反应。通常，采用Ni/OMA-MOx