[發明專利]介孔γ-Al2

有效

• 申請號: 201910411115.2
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN111943242B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 秦紹東;李加波;楊霞;門卓武;孫琦;楊林顏
• 申請（專利權）人: 國家能源投資集團有限責任公司;北京低碳清潔能源研究院
• 主分類號: C01F7/306
• 分類號: C01F7/306;C01F7/308;B01J21/04;B01J35/10
• 代理公司: 北京信諾創成知識產權代理有限公司 11728
• 代理人: 陳悅軍

本發明涉及多孔材料制備領域，公開了一種介孔γ?Al₂O₃載體的制備方法以及介孔γ?Al₂O₃載體。其中，該方法包括：(1)將晶種與含有鋁源和沉淀劑的混合水溶液接觸進行水熱反應得到漿液；(2)將所述漿液和水混合后再進行噴霧干燥，得到氧化鋁前驅體微球；(3)將所述氧化鋁前驅體微球進行焙燒。此外，本發明使用的晶種可連續循環使用，不需要使用價格昂貴的醇、有機酸、表面活性劑以及模板劑等物質，實驗步驟簡單，制備周期短，適用于大規模連續生產；以及該方法能夠制備γ?Al₂O₃，以及可以實現催化劑載體孔結構與孔徑的自由調變，從而獲得孔結構適用于多種催化反應體系的催化劑載體。

技術領域

本發明涉及多孔材料制備領域，具體地涉及一種介孔γ-Al₂O₃載體的制 備方法以及介孔γ-Al₂O₃載體。

背景技術

由于具有比表面積大、形貌和孔徑大小可調、機械強度高、熱穩定性及 化學穩定性好等優點，介孔γ-Al₂O₃材料被廣泛應用于催化劑載體領域。催 化劑載體不僅起負載活性組分的骨架作用，而且對催化劑的選擇性、傳熱(質) 性能、使用壽命和生產成本都有很大影響。因此，在很多催化反應體系中， 都對所使用的氧化鋁載體的織構/結構性能、水熱穩定性以及純度等物理化學 性質提出了要求。

例如，對于鈷基費托合成催化劑而言，氧化鋁載體的純度和孔結構均對 催化劑的催化性能具有重要的影響。Borg等(Journal of Catalyst,248 (2007)89-100)系統研究了不同孔徑Al₂O₃負載的鈷基費托合成催化劑的催 化性能，結果表明載體的孔徑大小決定了活性組分Co物種的晶粒大小和形 貌，進而影響催化劑的催化性能；隨著載體平均孔徑的增加，催化劑表現出 更高的C₅₊選擇性和更低的CH₄選擇性。而另一方面，催化劑的活性與催化 劑中Na和K等元素的殘留量存在負相關性，雜質元素含量越高催化劑活性 越低，當Na的含量超過100ppm后，催化劑基本失去活性。因此，開發具 有適宜孔結構的高純介孔氧化鋁載體的具有重要的意義。

傳統的氧化鋁制備方法為拜耳法和燒結法，溶出過程中需要用到NaOH 或者Na₂CO₃，導致所生產的氧化鋁產品經提純后Na含量通常仍高于500 ppm，且平均孔徑一般低于10nm，孔分布不集中，難以滿足催化劑載體的 使用要求。目前合成高純介孔氧化鋁應用較多的是醇鋁法和水熱法，醇鋁法 以表面活性劑為模板劑，采用醇鹽水解利用溶膠-凝膠物理化學過程生成有 序介孔材料，但所用溶劑為醇和有機酸，需要考慮溶劑回收，制備成本較高。 而水熱法相對于其它粉體制備方法，水熱法制得的粉體具有晶粒發育完整、 粒度小，且分布均勻，顆粒團聚較輕，可使用較為便宜的原料等優點。

利用水熱法制備γ-Al₂O₃的方法已有報道，CN102583476A公開了一種 動態水熱法制備介孔γ-Al₂O₃的方法。在表面活性劑溶液中分別加入無機鋁 鹽和沉淀劑將其混合均勻后，連續攪拌混合液并進行動態水熱處理，反應結 束后將所得產物洗滌焙燒，得到介孔γ-Al₂O₃。該發明實驗步驟簡單，制備 周期短，適于大規模連續化生產。但所得氧化鋁平均孔徑較小(8nm)，大 大限制了其應用范圍。同時制備過程中需要使用表面活性劑，導致生產成本和環保壓力增加。