[發明專利]一種耐高溫大比表面積氧化鋁及其制備方法

有效

• 申請號: 201610284775.5
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105948089B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 許杰
• 申請（專利權）人: 許杰
• 主分類號: C01F7/30
• 分類號: C01F7/30;C01F7/02;B01J32/00;B01J21/04;B01J35/10
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司11471
• 代理人: 郭亞芳

技術領域

本發明屬于氧化鋁加工技術領域，具體涉及一種耐高溫大比表面積氧化鋁及其制備方法。

背景技術

氧化鋁在化工領域有廣泛用途，其中活性氧化鋁的使用最為常見，例如用于吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體。但大多數活性氧化鋁熱穩定性不足，容易轉晶燒結，而且比表面和孔容不高，限制其作為催化劑或載體在一些特定高溫反應中活性的發揮。隨著催化燃燒和環境保護催化(如汽車尾氣的催化凈化和有毒、有害廢氣的催化凈化)等技術的迅速發展，這些應用往往要求1000℃或更高的反應溫度，對氧化鋁材料的熱穩定性是一大考驗。γ活性氧化鋁在800℃以上會轉晶為δ和θ氧化鋁，比表面與孔容會有一定塌縮，而進一步在1000-1200℃焙燒后，目前市場上大多數γ氧化鋁都會轉晶為α氧化鋁。此時比表面和孔容則都接近完全塌縮，BET比表面<10m²/g，孔容<0.10cm³/g，面臨催化劑或載體功能的完全喪失。因此，開發一款耐高溫并保持大表面與孔容的氧化鋁將有重大的工業應用價值。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種耐高溫、比表面積大、孔容大的氧化鋁及其制備方法。

本發明所采用的技術方案為：

一種耐高溫大比表面積氧化鋁，由純氧化鋁構成，除Al、O、H外不含其他任何摻雜元素；其中，所述氧化鋁經1000℃高溫空氣氣氛焙燒處理1-6h后，其低溫氮氣吸附測定的BET比表面＞120m²/g，孔容＞0.90cm³/g；在1100℃高溫空氣氣氛焙燒處理1-6h后，其低溫氮氣吸附測定的BET比表面＞80m²/g，孔容＞0.75cm³/g。

一種制備所述的耐高溫大比表面積氧化鋁的方法，包括如下步驟：

(1)稱取90-110重量份的可溶性鋁鹽并溶于水得到前驅物，在10-90℃條件下向所述前驅物中滴加沉淀劑生產沉淀，或直接使所述前驅物發生水解反應生成沉淀，沉淀結束并控制pH為4.5-8.5，之后將沉淀進行過濾、洗滌，所得濾餅即為固體物料A；

(2)將可溶性銨鹽并充分溶于水，得到溶液B；所述可溶性銨鹽與所述可溶性鋁鹽的摩爾比為0.6-10:1；

(3)將步驟(1)所述固體物料A充分分散于步驟(2)所述溶液B中，攪拌30-240min，過濾，得到濾餅即為固體物料C；

(4)將步驟(3)所述固體物料C進行干燥、500-1100℃焙燒，即得所述的耐高溫大比表面積氧化鋁。

步驟(1)中，所述可溶性鋁鹽為鋁酸鈉、鋁酸鉀、氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁、含鋁醇鹽中的一種或幾種以任意比例組成的混合物。

步驟(2)中，所述可溶性銨鹽為氯化銨、硝酸銨、甲酸銨、乙酸銨、硫酸銨、碳酸銨、碳酸氫銨、檸檬酸銨中的一種或幾種以任意比例組成的混合物。

步驟(2)中，還向所述可溶性銨鹽中添加低碳醇，所述可溶性銨鹽與所述低碳醇的質量之比為57-375:10-110。數據顯示，通過添加低碳醇，使得制備得到氧化鋁的比表面和孔容能進一步提升5-10％。

所述低碳醇為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇中的一種或幾種以任意比例組成的混合物。

步驟(2)中，還向所述可溶性銨鹽中添加聚乙二醇，所述可溶性銨鹽與所述聚乙二醇的質量之比為57-375:20-50。

所述聚乙二醇的分子量為1000-10000。數據顯示，通過添加聚乙二醇，使得制備得到氧化鋁的比表面和孔容能進一步提升5-10％。

步驟(1)中，所述沉淀劑為酸液或堿液；

所述酸液為鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、檸檬酸、高氯酸、草酸、碳酸中的一種或幾種以任意比例組成的混合物；所述堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、碳酸銨、碳酸氫銨中的一種或幾種以任意比例組成的混合物。需要說明的是，當采用鋁酸鈉、鋁酸鉀為前驅物，則沉淀劑采用酸液；當采用氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁為前驅物，則沉淀劑采用堿液；當采用含鋁醇鹽(例如異丙醇鋁、叔丁醇鋁)為前驅物，則通過前驅物發生水解產生氫氧化鋁沉淀。此外，即使原料不直接使用可溶性鋁鹽，而間接使用含有氫氧化鋁或氧化鋁水合物等物質為原料，例如三水鋁石、三羥鋁石、諾鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石、擬薄水鋁石以及氧化鋁等為原料，再用酸液或堿液將它們溶解制成相應鋁鹽或鋁酸鹽，也可以達到本發明的效果。