[發明專利]一種高熱穩定性介孔鋁基稀土復合物的制備方法

有效

• 申請號: 201711329900.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108147455B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 顧永萬;江彩義;馮豐;潘再富;栗云彥;朱敬芳;劉鋒;楊冬霞;胡晉銓
• 申請（專利權）人: 昆明貴研催化劑有限責任公司
• 主分類號: C01G25/00
• 分類號: C01G25/00
• 代理公司: 53115 昆明今威專利商標代理有限公司
• 代理人: 賽曉剛<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明涉及一種高熱穩定性介孔鋁基稀土復合物的制備方法，屬于無機孔材料和催化劑制備技術領域。以Al₂O₃、La₂O₃、TiO₂和ZrO₂為材料主成分，通過溶膠?凝膠法成功制備出高熱穩定性介孔鋁基稀土復合物。其比表面積為120～220m²/g，介孔孔徑分布在6.0～11.0nm，總孔容為0.40～0.55cm³/g，且經過900℃高溫焙燒4小時后，孔結構性能未發生變化，比表面積降低小于40％，總孔容降低小于10％。本發明制備過程簡單易行、環境友好、成本低廉且脫離了大分子模板劑的使用。該方法制備的介孔鋁基稀土復合物可用于催化劑和催化劑載體，特別是在天然氣車尾氣凈化方面具有較廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種高熱穩定性介孔鋁基稀土復合物的制備方法，屬于無機孔材料和催化劑制備技術領域。

背景技術

隨著汽車工業的不斷發展，給人們帶來了極大的交通便利。然而，尾氣的排放也給大氣造成了巨大的污染，汽車尾氣凈化技術是解決這一問題最有效的方法之一。γ-Al₂O₃具有較高的比表面積，孔容和孔徑分布，良好的機械強度和熱穩定性，作為機動車催化劑載體已經實現其工業化應用。然而，日益嚴格的機動車尾氣排放法規要求機動車實現超低排放甚至零排放，因而γ-Al₂O₃載體催化劑面臨著嚴峻的挑戰。介孔γ-Al₂O₃比γ-Al₂O₃擁有更發達的孔結構，更高的比表面積，孔容和良好孔徑分布，適當的表面酸堿性更有利于提高催化劑的活性和選擇性。但介孔γ-Al₂O₃在高溫條件下容易發生孔隙坍塌和晶型轉變，導致催化劑失效，難以實現其廣泛應用。鑒于以上，亟待能夠提供一種高熱穩定性介孔γ-Al₂O₃的制備方法。

介孔Al₂O₃材料合成的經典方法是以表面活性劑為模板劑，通過溶膠-凝膠工藝，在有機物與無機物之間的界面定向組裝而成。常用的方法有軟模板法、硬模板法、膠晶模板法以及較新的超晶合成法。目前，公開的介孔氧化鋁的制備方法主要有：

張波在《大連鐵道學院學報》發表的“P123模板氧化鋁介孔材料制備及性能”，以異丙醇鋁為鋁源，先滴加適量硝酸形成溶膠，然后水浴攪拌，稱取P123使其溶解到上述溶膠中，繼續攪拌1小時后移入高壓釜內進行水熱反應24小時，得到介孔氧化鋁。該文獻中采用的有機鋁鹽為鋁源，存在制備成本高，另外操作復雜的問題。

公開號為CN103539173A的中國專利公開的“一種高熱穩定有序介孔氧化鋁材料及其制備方法”，以無機鋁鹽為鋁源，溶入無水乙醇并置于高壓釜中預處理4h，得到鋁膠。在強烈攪拌的條件下添加表面活性劑EO₃₀PO₇₀EO₃₀和檸檬酸，攪拌24小時后放入培養皿中48小時。最后經烘干，550℃焙燒5小時后得到高熱穩定有序介孔氧化鋁材料，其比表面較高(281m²/g)和總孔容(0.41cm³/g)，經1000℃處理1小時后，比表面、總孔容分別降低43.1％和46.8％。該方法工藝周期較長，同時介孔氧化鋁的比表面和總孔容高溫處理后顯著降低，難以實現工業化應用。