[發明專利]一種核殼結構氧化鋁載體及其制備及應用

有效

• 申請號: 202010427158.2
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111715200B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 陸安慧;楊帆;李文翠
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J21/04
• 分類號: B01J21/04;B01J21/12;B01J23/62;B01J32/00;B01J35/10;C07C5/333;C07C11/06
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發明屬于脫氫催化劑領域，具體涉及一種核殼結構氧化鋁載體及其制備方法，以及在催化劑中的應用。所述載體以氧化鋁或氧化硅作為內核物質晶種，并在內核物質晶種表面首先生長出氧化鋁前驅體，再經焙燒后得到活性氧化鋁作為外殼，所述活性氧化鋁為氧化鋁表面含有L酸位點。本發明同時提供了所述載體的制備方法，包括液相法和固相法；并且提供了一種采用所述載體制備催化丙烷脫氫反應催化劑的方法。本發明所提供的核殼結構氧化鋁載體具有表面性質高度一致、產率高、廢液很少等優點，將制得的氧化鋁作為載體得到的催化劑，應用于丙烷脫氫催化反應中，其性能穩定，重復性好。

技術領域

本發明屬于脫氫催化劑領域，具體涉及一種核殼結構氧化鋁載體及其制備方法，以及在催化劑中的應用。

背景技術

氧化鋁因其諸多優良特性，如發達的孔道結構、較大的比表面積和孔體積、可調變的孔徑，豐富的酸堿活性位，作為載體在催化應用方面具有重要價值。氧化鋁的制備、研究及應用有數十年的歷史，制備方法的差異性決定了氧化鋁結構及性能的多樣性。

在催化應用領域中，催化反應主要發生在催化劑的表面，催化劑載體表面性質會直接影響反應的活性。商業的氧化鋁載體產品種類多，制備方法多，導致商業氧化鋁的表面性質，主要是表面酸性難以控制；另外由于氧化鋁前軀體來源多，如氫氧化鋁，擬薄水鋁石，碳酸鋁胺，硫酸鋁銨，鋁干膠等，引起批次質量不穩定。負載活性組分后催化劑性能不穩定，波動大，導致催化性能重復性比較差。因此需要提供一種方法來制備表面性質高度一致且結構可控的高活性氧化鋁載體。

文獻已報道過通過表面改性及包覆的方法修飾氧化鋁載體的方法。其中專利CN101069832公開了一種改性氧化鋁的生產方法，采用醋酸和氯化鈀處理氫氧化鋁，然后制成氧化鋁，以此來增大比表面積，但是并不能保證其表面性質的均一性；專利CN1086229A公開了一種鎳鋁尖晶石包覆氧化鋁的制備方法，包括通過溶液反應法，以水為溶劑在氧化鋁粉末表面包覆NiO納米層；專利CN102300624A公開了一種在二氧化硅包覆的氧化鋁載體上制備催化劑的生產方法，包括在氧化鋁漿料中加入粘結劑，通過液相沉積的方法在氧化鋁表面物理涂覆二氧化硅層。在應用于烯烴聚合反應中，該反應常以二氧化硅為載體制備催化劑且活性好，而通過引入少量氧化鋁的目的在于，降低反應所產生的聚合物中長支化鏈的影響，但最終影響活性的是二氧化硅。顯然，該催化劑載體的主體部分已不再是氧化鋁。

專利CN107824172A和論文“Easy hydrothermal synthesis of externalmesoporousγ-Al₂O₃nanorods as excellent supports for Au nanoparticles in COoxidation”曾經報道了一種氧化鋁的制備方法，得到氧化鋁負載Au在CO低溫氧化表現出高活性，負載Pt在烷烴脫氫表現出高活性，但制備成本高。

現有技術中存在的技術問題有：現有技術中氧化鋁載體負載活性組分后催化劑性能不穩定，波動大，導致催化性能重復性比較差；或者氧化鋁載體負載貴金屬后活性高但是制備成本也高。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提出一種以惰性氧化物(氧化鋁或氧化硅)顆粒為支撐內核，表面原位生長一層富含L酸的氧化鋁載體的制備方法。基于表面包覆理論，引入表面惰性的商業氧化鋁或氧化硅及其水合物作為晶種，通過液相法和固相法在表面包覆一層厚度可控的高活性氧化鋁，得到一種殼核結構氧化鋁載體。所得到的載體氧化鋁表面性質均一，重復性好，該制備方法簡單，制備過程使用和產生的廢液少，經濟環保，生產成本低。

具體來說，本發明為了解決上述技術問題，提供了如下技術方案：

一種核殼結構氧化鋁載體，其特征在于，所述載體以氧化鋁或氧化硅作為內核物質晶種；

以在所述內核物質晶種表面首先生長出氧化鋁前驅體，再經焙燒得到的活性氧化鋁作為外殼，其中，所述活性氧化鋁為表面含有L酸位點的氧化鋁。