[发明专利]高热稳定性氧化铝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝及其制备方法，特别涉及一种适用于尾气净化的高热稳定性氧化铝及其制备方法。

背景技术

减少汽车尾气污染、保护大气环境质量，实现生态环境和社会的可持续发展，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。

为减少污染，必须从提高汽油品质、改善发动机燃烧状态和增加尾气净化催化效率三方面进行突破。到目前为止，使用汽车尾气净化催化剂是最有效途径就是通过三元催化装置来降低尾气中HC、CO和NOx三种有毒气体的含量。

三效催化剂主要是由起催化作用的贵金属活性组分、含CeO₂催化助剂（储氧材料）和用于支撑活性组分的氧化铝载体组成。

高温下氧化铝的容易烧结，使其比表面积明显减小，使负载的活性组分聚集和催化活性下降。随着催化燃烧和环境保护催化（如汽车尾气的催化净化和有毒、有害废气的催化净化）等技术的迅速发展，对催化剂的载体提出了更高的要求，需要载体既具有良好的热稳定性又具有较大的比表面积。因此，迫切需要研究开发对高温稳定的大比表面积的新型氧化铝材料。

目前在制备高热稳定性氧化铝方面，主要通过添加化学助剂，如过渡金属元素，碱土金属元素和稀土元素等，通过添加的化学助剂与氧化铝形成复合氧化物和固熔体，能缓解和稳态氧化铝的相变和阻抑氧化铝颗粒的烧结，提高催化剂的性能。另外，通过改变氧化铝的制备方法，包括调节pH值、温度、压力以及焰烧气氛等已可以制备高热稳定性氧化铝。

中国专利公开号CN102491389A的发明专利公开了一种耐高温大比表面积氧化铝的制备方法，它是将碱土金属或稀土元素加入到水中或乙醇水溶液中制成稳定剂溶液，然后将稳定剂溶液加入到用拟薄水铝石制成的悬浮液中，再经过浸渍、蒸干、焙烧等工序后制得活性氧化铝。

中国专利公告号CN1202010C的发明专利公告了高温下保持高比表面氧化铝及其制备方法，此氧化铝是在至少一种添加物（稀士氧化物或碱土金属氧化物）存在下用共溶胶一凝胶法制备。

中国专利公告号CN100522348C的发明专利公告了高热稳定性氧化铝及其制备方法，该发明公开的氧化铝包括氧化铝和添加剂，所说的添加剂为稀土氧化物、碱土金属氧化物、过渡金属氧化物中的两种或两种以上的组合。

目前无论是改性氧化铝的方法，都有其相应的弊端。通过氧化铝制备过程中进行调节，无论是超临界制备、溶胶凝胶制备、添加表面活性剂等，均不利于批量生产，成本较高。同时目前的制备过程中氧化铝的耐高温性相对较差。

因此，特别需要一种高热稳定性氧化铝及其制备方法，已解决上述现有存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高热稳定性氧化铝及其制备方法，针对现有技术的不足，具有制备简单和高温下抗老化能力高等特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一方面，本发明提供一种高热稳定性氧化铝，其特征在于，它由氧化铝与氧化镧组成，其中，氧化镧重量百分比含量为3%-5%，余量为氧化铝。

在本发明的一个实施例中，所述氧化铝为γ-Al₂O₃。

在本发明的一个实施例中，所述高热稳定性氧化铝在1000℃焙烧4h后得到的比表面积≥150m²/g；在1100℃焙烧12h后得到的比表面积≥100m²/g。

另一方面，本发明提供一种高热稳定性氧化铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）氧化铝改性：将硝酸镧与水混合，得到澄清透明的水溶液，加入活性氧化铝中，用硝酸调节pH值至2-3，加入分散剂，经球磨2-4h，得改性氧化铝前驱体；

（2）焙烧：将得到改性氧化铝前驱体进行焙烧；

（3）粉碎：将焙烧后的改性氧化铝进行破碎，得到所述的高热稳定性氧化铝。

在本发明的一个实施例中，所述硝酸镧的用量占活性氧化铝的比例为8-14%；水的质量占活性氧化铝的比例为150-200%。

在本发明的一个实施例中，所述活性氧化铝选自孔容为0.3-0.7g/ml的γ-Al₂O₃或将孔容为0.3-0.7g/ml的拟薄水铝石经450-600℃焙烧后3-6h后，得到的γ-Al₂O₃。