[發明專利]棱柱狀多晶γ-氧化鋁及其制備方法

有效

• 申請號: 201310496433.6
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN104556163A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 楊衛亞;凌鳳香;王少軍;沈智奇;郭長友;季洪海;王麗華;孫萬付
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;B01J21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種棱柱狀多晶γ-氧化鋁及其制備方法，屬于無機材料制備領域。

背景技術

γ-氧化鋁作為在加氫領域中應用廣泛的一種載體材料，通常具有高孔容、高比表面積等較高的催化活性。研究發現：活性γ-氧化鋁粉體在微觀上通常是由不大于100nm的一次氧化鋁納米晶粒組成的，這些小晶粒由于界面能量的原因團聚在一起形成尺寸在微米級及以上的不規則的、無固定形狀的二次顆粒，并構成多晶γ相?？捉Y構性質是活性γ-氧化鋁的一個重要的控制參數，活性氧化鋁的孔分為三類【工業催化，2000年，第6期，14-18頁】：聚結微粒子的一次粒子的晶粒間孔；微粒子晶粒間孔（二次粒子）；以及氧化鋁產品成型時形成的缺陷孔。其中，一次粒子的晶粒間孔屬于尺寸較小的微孔、介孔，對于加氫催化尤其是重渣油加氫而言屬于非活性孔；二次粒子構成的微粒子晶粒間孔屬于相對大的孔，是以氧化鋁為載體的催化劑的重要物料傳質及反應孔道。由上述活性氧化鋁的孔道來源可以看出，氧化鋁二次顆粒的不規則及不均勻性會導致二次顆粒之間孔隙尺寸的不均勻性，即孔道分布的彌散性。這對催化劑整體催化性能的發揮將產生不利的影響。

CN200910011627.6、CN200910206229.X及CN200910011626.1采用熔鹽超增溶膠團法制備的氫氧化鋁凝膠為原料，經成型和焙燒后，得到較為規整的棒狀納米氧化鋁二次粒子，這種棒狀的納米粒子堆積形成框架結構，具有孔徑大，孔隙率高，外表面孔口較大，孔道貫穿性好等優點。

以上專利通過氧化鋁二次顆粒形態的調整可以對材料的孔結構產生較大的影響。但這種熔鹽超增溶膠團法調控二次顆粒形貌及尺寸的過程較為繁瑣，為非常規制備方式。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種棱柱狀多晶γ-氧化鋁及其制備方法。本發明的多晶γ-氧化鋁具有較規則的棱柱狀形貌，孔徑分布集中，制備方法簡單易行、成本低廉，具有較強的可操作性。

本發明的棱柱狀多晶γ-氧化鋁，棱柱高度為300-3000nm，截面為近似六邊形，邊長為300-3000nm，多晶γ-氧化鋁顆粒由5-50nm的γ-氧化鋁晶粒組成。

本發明的棱柱狀多晶γ-氧化鋁的孔徑在10-100nm之間，優選15~70nm。

本發明的棱柱狀多晶γ-氧化鋁制備方法，包括如下內容：

（1）無機鋁鹽、低碳醇和/或水、低碳環氧烷烴混合均勻，形成凝膠，然后將凝膠進行老化；

（2）將步驟（1）得到的物料用低碳醇或低碳醇與水的混合液浸泡、洗滌、干燥和焙燒；

（3）步驟（2）得到的物料浸入氨水中進行密閉水熱處理，固液分離，干燥、焙燒，得到產物。

本發明方法中，步驟（1）中所述的無機鋁鹽為水溶性無機鋁鹽，自氯化鋁、硝酸鋁和硫酸鋁中的一種或多種，優選為氯化鋁；低碳醇為C₅以下的醇，選自甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇中的一種或多種，更優選為乙醇和/或丙醇；低碳醇可以與水以任意比例混合，優選為水/低碳醇的質量比為0.6-1.4。

本發明方法中，步驟（1）所述的低碳環氧烷烴的碳數為2-4，優選為環氧乙烷和/或環氧丙烷。

本發明方法中，步驟（1）混合物中各組分含量，以質量百分比計為：無機鋁鹽10%-60%，優選為20%-35%，水和/或低碳醇的總含量為30%-70%，其余物料為低碳環氧烷烴；同時，低碳環氧烷烴與無機鋁鹽還要滿足下述關系：以摩爾量計，低碳環氧烷烴/Al³⁺為2.5-9，優選為3.5-7。

本發明方法中，步驟（1）所述的老化溫度為10-80℃，優選25-60℃，老化時間為1-72小時，優選12-72小時。

本發明方法中，步驟（2）所述的低碳醇為C₅以下的醇，優選為甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇中的一種或多種，優選為乙醇和/或丙醇；低碳醇與水以任意比例混合，優選為低碳醇。

本發明方法中，步驟（2）所述的干燥溫度不大于200℃，優選為不大于120℃，干燥程度為在干燥溫度下物料恒重。

本發明方法中，步驟（2）所述的焙燒條件為：400-750℃焙燒1-12小時，優選500-650℃焙燒3-6小時。

本發明方法中，步驟（3）所述的氨水濃度為0.5-5mol/L，其中氨水的用量至少能夠將所處理的物料完全浸沒。

本發明方法中，步驟（3）所述的密閉水熱條件為：80-120℃下水熱處理2-12小時。