[發明專利]作為催化劑載體的穩定的快速煅燒的三水鋁石

無效

• 申請號: 200680045138.7
• 申請日: 2006-10-13
• 公開（公告）號: CN101321584A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: X·D·楊
• 申請（專利權）人: 巴斯福催化劑公司
• 主分類號: B01J21/04
• 分類號: B01J21/04;B01J23/10;B01J23/40;B01J23/63;B01J37/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 林柏楠;陳宙

本發明一般地涉及新型氧化鋁基載體和其在催化劑中的用途。

發明背景

公知負載的催化劑體系的效率通常與載體上的表面積相關。對于使用 貴金屬催化劑或其他昂貴催化劑的體系而言尤其如此。所述表面積越大， 則更多的催化物質暴露于所述反應物下并且需要較少的時間和較少的催化 物質來維持高生產率。

氧化鋁(Al₂O₃)是一種公知的用于許多催化劑體系的載體。還公知氧 化鋁具有許多結晶相例如α-氧化鋁(通常表示為α-氧化鋁或α-Al₂O₃)、γ- 氧化鋁(通常表示為γ-氧化鋁或γ-Al₂O₃)以及眾多的氧化鋁多晶型物。在 催化領域中，γ-Al₂O₃是特別重要的具有廣泛技術重要性的難熔的無機氧化 物，其通常充當催化劑載體。由于賦予其開放和能夠實現高表面積的結構 的缺陷尖晶石晶格，因此對于催化應用而言，γ-Al₂O₃是一個特別好的選擇。 此外，所述缺陷尖晶石結構具有賦予γ-Al₂O₃一些獨特性能的空陽離子位 點。γ-Al₂O₃構成已知為活化的過渡型氧化鋁系列的一部分，這樣稱呼的原 因是它可以過渡至不同多晶型物的一系列氧化鋁中的一種。Santos等 (Materials?Research，2000；3卷(4)，104-114頁)披露了使用電子顯微 研究的不同的標準過渡型氧化鋁，而Zhou等(Acta?Cryst.，1991，B47 卷，617-630頁)和Cai等(Phys.Rev.Lett.，2002，89卷，235501頁) 描述了γ-Al₂O₃轉換成θ-Al₂O₃的機理。

γ-Al₂O₃被通常用作用于機動車催化劑和工業催化劑的催化劑載體。 γ-Al₂O₃具有面心立方體的緊密堆積的氧亞晶格結構，該結構具有通常為 150～300m²/g的高表面積、直徑為30～120埃和孔體積為0.5至＞1cm³/g的 大量孔。這些特征是使得γ-Al₂O₃成為通常用作催化劑載體的特定類型的 氧化鋁的因素。

可以根據晶格的排列將鋁氧化物和相應的水合物分類。一系列中的一 些過渡形式是已知的；例如在100℃以上伴隨著水蒸氣存在的三水合氧化 鋁(三水鋁石，Al(OH)₃)的低溫脫水提供了一水合氧化鋁(勃姆石， AlO(OH))。在450℃以上的溫度下的繼續脫水導致從勃姆石向γ-Al₂O₃的轉化。進一步加熱可能導致表面積緩慢而連續的損失以及向具有更低表 面積的其他氧化鋁多晶型物的緩慢轉化。因此，當將γ-Al₂O₃加熱至高溫 時，所述原子的結構崩塌而使得所述表面積顯著降低。在1100℃以上的更 高溫度處理最終提供α-Al₂O₃，一種通常用于磨料和難熔材料的更致密、更 硬的鋁氧化物。盡管α-氧化鋁具有最低的表面積，但其是在高溫下最穩定 的氧化鋁。不幸地，由于緊密的晶格-其賦予給α-氧化鋁顆粒相對低的表 面積，因此α-氧化鋁的結構不是非常適合于某些催化應用。