[發(fā)明專利]一種具有雙孔分布的大孔氧化鋁的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710173515.1
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101214454A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 田震;李慶華;袁昊;解麗麗;邴乃慈
• 申請（專利權）人: 上海第二工業(yè)大學
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/04;B01J35/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發(fā)明屬于無機多孔材料技術領域，具體涉及一種具有雙孔分布的大孔氧化鋁的制備方法。

背景技術

氧化鋁是非常有前途的材料，基于它的熱、化學、機械方面的穩(wěn)定性，抗氧化以及價格低廉等特點，廣泛用作催化材料，如酸催化劑、催化劑載體等，以及用于吸附、分離等領域。實際應用中的氧化鋁不能是粉未材料，要求是具有一定尺寸(毫米或次微米)的顆粒，這些顆粒中的介孔和大孔有助于反應物和產物的擴散，多層次孔的載體材料將會有更高的效率。在催化劑應用領域，氧化鋁載體的孔徑大小及其分布對催化過程中反應物在催化劑顆粒內部的擴散性質有重要影響。細微孔隙的孔徑可小于20nm，粗孔孔徑則可達微米級，孔隙構造隨制備方法而異。

中國專利93114901.0介紹了一種具有雙重孔道氧化鋁載體的制備方法。主要是通過兩種具有不同孔徑分布的氧化鋁粉為原料，用炭黑和表面活性劑為造孔劑來制備具有雙孔分布的氧化鋁。此法原料要求苛刻，表面活性劑的加入量也較多，制備的載體中孔徑小于10nm的孔容只有14～40％，大于100nm的孔容也只有不到5％，這樣的孔徑分布很難滿足具有大分子的應用。

中國專利98114347.4介紹了一種具有雙孔結構的大孔氧化鋁載體的制備方法，由不同原料路線制備的擬薄水鋁石干膠粉的一種或幾種與碳黑粉及表面活性劑相混合，通過膠溶、成型、干燥及焙燒處理而制得。但其壓碎強度低，當應用于固定床、移動床、流化床等反應器中時，由于載體的粉化會影響催化劑的性能和反應器的效率。

美國專利US4448896提出了選用炭黑為擴孔劑與擬薄水鋁石成型后經高溫焙燒，在焙燒過程中擴孔劑經氧化、燃燒，最后轉化為氣體而形成一定數量的大孔，但此法中擴孔劑與擬薄水鋁石不發(fā)生化學作用，所以制備的載體孔分布彌散，機械強度低。

發(fā)明內容

本發(fā)明公開了一種具有雙孔分布的大孔氧化鋁的制備方法，其目的在于克服上述氧化鋁載體制備方法存在的大孔徑率低，難以滿足大分子參與的工藝過程；壓碎強度低，載體的粉化影響到催化劑的性能和反應器的效率；以及制備的載體孔分布彌散，機械強度低等缺陷。應用本發(fā)明可制備出具有較高機械強度，大孔道及雙峰孔分布特征，孔分布比較集中的氧化鋁載體。

本發(fā)明的方法是在通常的雙孔氧化鋁的制備過程中采用擬薄水鋁石、白炭黑、造孔劑等在球磨機中球磨粉碎的方法，利用球磨過程中的機械化學原理，在粉碎過程中，氧化鋁和氧化硅受到外界機械力的作用，尺寸微細化，比表面積和表面自由能增大，使氧化鋁與加入的白炭黑充分混合。而這一具有高表面能的物料再用含有表面活性劑的溶液成型并經高溫水蒸汽處理后，通過表面活性劑的雙親結構使氧化鋁和氧化硅混合物、炭黑等固體顆粒間結合的更加牢固，同時，由于陽離子表面活性劑法是通過改變其分子的濃度而不是分子的大小來調節(jié)孔徑，所以通過調節(jié)表面活性劑的濃度來調節(jié)氧化鋁的孔徑和孔容，而通過纖維素和炭黑等的加入還會進一步增加載體的孔容。從而有效地克服單獨采用炭黑等作造孔劑制備的載體機械強度低，表面粗糙、孔分布彌散等缺點。

一種具有雙孔分布的大孔氧化鋁的制備方法，其特征在于按以下步驟進行：

A)把氧化鋁、造孔劑、固體硅混合，將混合物在球磨機中球磨處理；

B)將球磨處理后的混合物用溶解有陽離子表面活性劑、助擠劑和膠溶劑的水溶液捏合成可塑體；

C)將制得的可塑體放在水蒸汽氣氛中處理；

D)將制得的成型物干燥、焙燒得最終氧化鋁載體。

E)所述的造孔劑為炭黑、纖維素和淀粉中的一種或其混合物，加入量為氧化鋁重的3.0～15w％；

F)所述的固體硅為白炭黑，加入量為氧化鋁重的1.0～10w％；在球磨機中處理時球料比為15∶1～10∶1，球磨時間0.5～3.0h。

所述表面活性劑主要是指碳數在12～18之間的銨鹽型陽離子型表面活性劑。

所述水蒸汽的處理溫度為120～180℃，處理時間為0.5～6.0h。

所述可塑體是在600～800℃的溫度下焙燒。

所述的炭黑包括槽法炭黑、高耐磨炭黑和乙炔炭黑，粒度為20～40μm。

本發(fā)明使用的球磨機為常用的行星式球磨機，其轉速在0～450r/min間可調。本發(fā)明中所用的轉速在200～300r/min之間，最佳的球磨時間為1h。