[發明專利]一種增強型整體式氧化鋁載體及其制備方法

在審

• 申請號: 201710042757.0
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106824297A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 平潭自貿區金瑜環保材料有限公司
• 主分類號: B01J32/00
• 分類號: B01J32/00;B01J21/04;B01J35/10;B01J20/08;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本領域屬于催化與吸附技術領域，涉及一種增強型整體式氧化鋁載體及其制備方法，具體地，涉及一種將氧化鋁前體泥坯、支撐性材料一次成型為具有高比表面積、較高機械強度的整體式氧化鋁載體的方法及其產品。

背景技術

催化材料在經濟生產中具有極其重要地位，全世界國民經濟生產總值中約有20%與催化材料使用過程相關。實際生產中所使用的催化劑常為固體催化劑，其中又以多孔性物質或多孔性物質承載活性組分為最常見的應用催化劑形式。承載活性組分的物質稱為催化劑載體，或載體。常用的載體多為顆粒狀或粉末狀，如活性炭、分子篩、多孔性氧化鋁等。原則上，載體可從多個方面影響著催化劑的總體性質。第一，催化劑宏觀形態主要由載體決定；第二，載體的微觀孔道分布也主要決定著催化劑的孔道分布；第三，載體自身也可能具有一定的催化活性，例如表面酸性或堿性，與活性組分可形成雙功能作用。因此，載體的制備在催化劑生產中具有基礎地位。由于催化與吸附過程具有一定的相似性，多孔性物質負載活性組分也常用于吸附過程。

從宏觀形態上，載體可以是顆粒或粉末狀，也可以是塊體狀，其中以前者為多見形式。后者稱為整體式載體，所制備得到的催化劑稱為整體式催化劑，與顆粒或粉末狀催化劑形態差異明顯；它與后者相比有一些明顯的優點：例如其催化劑填裝與回收比較方便，前者可大大降低操作成本或者催化劑-產品的分離成本；用于固定床反應器中，前者往往具有較小的壓降；前者機械強度高，形變小，在實際生產使用中較為安全。但由于目前整體式載體以及催化劑在制備手段上的不足以及其它的缺點，使得其應用與顆粒或粉末狀催化材料相比遠遠落后。例如，大部分整體式載體比表面積較低；部分高比表面積的整體式載體，機械強度存在問題。因此本領域還存在對于整體式載體制備工藝進行改進的技術需求。目前涉及到使用整體式氧化鋁載體的催化劑方法，大多都是以成型的塊體為底材，例如堇青石為底材，進行鋁溶膠等氧化鋁前體的填涂。例如專利CN105148914A公開的一種Fe₂O₃/Al₂O₃/堇青石催化劑及其制備方法，得到可用于脫硝的整體式催化劑。該催化劑制備包含使用鋁溶膠涂在堇青石表面上的步驟。盡管該發明沒有相關比表面積的具體信息，但是由于堇青石比表面積較低，原理上整個催化劑比表面積將受到較大限制。苗杰等人報道的文獻【大孔結構對CO優先氧化整體式CuO-CeO₂/α-Al₂O₃催化活性的影響，石油化工，2011，40卷，9期，932頁】中介紹了一種氧化鋁負載銅基整體式催化劑的制備方法。對于氧化鋁載體部分的制備，該方法通過油水兩相制備聚苯乙烯乳液而后聚合成聚苯乙烯模板，之后將鋁溶膠填充到聚苯乙烯模板中，經過1300 ^oC高溫焙燒脫除模板得到氧化鋁載體。而后通過等體積浸漬法得到最終催化劑。該方法總體制備過程比較復雜，流程較長。同時，該文獻也沒有公開關于比表面積方面的數據。從原理上看，經過1300 ^oC高溫焙燒得到的α-Al₂O₃載體比表面積應該較小。

因此對于整體式催化劑或者整體式載體的制備而言，本領域還存在這改進制備方法的技術需求，尤其是制備高比表面積、高機械強度的整體式載體的簡單易行工藝方法的需求。

發明內容

為了克服現有技術所存在的問題，本發明提出了一種增強型整體式氧化鋁載體及其制備方法，其技術路線是，先制作氧化鋁前體泥坯，通過添加支撐性材料得到前體與支撐性材料的包裹體，而后通過成型模具壓縮成型，再經過精細程序焙燒得到產品的技術路線。通過該技術路線可以得到高比表面積、微觀上具備納米級孔道、高機械強度的整體式氧化鋁載體；同時該制備方法無須昂貴設備、原料來源簡單、環境較友好、操作安全、成本較低。

實現上述技術路線的具體技術方案是：

一種增強型整體式氧化鋁載體，包含增強型整體式氧化鋁載體制備方法與增強型整體式氧化鋁載體產品特征；其中制備方法使用如下原料：

鋁源：是氫氧化鋁、擬薄水鋁石、硝酸鋁中的一種，或者上述物質任意比例的混合物；

第一添加物：是田菁粉、田菁膠、瓜爾膠、陽離子瓜爾膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、半乳甘露聚糖中的一種，或者上述物質任意比例的混合物；