[发明专利]一种大孔径氧化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大孔径氢氧化铝及其焙烧所得大孔径氧化铝的制备方法。该氧化铝产品的孔径大，同时具有较大孔容和较高的比表面积，可以作为性能优良的催化剂载体或吸附剂等。

背景技术

氧化铝作为陶瓷工业的主要原料之一，一直是倍受关注的材料。它具有十多种低温介稳态晶型，各晶型具有不同的物化性能，被广泛应用于航天、电子、化工、医药、催化剂及其载体、耐火材料、绝缘材料、填充剂、半导体加工、陶瓷、机械、冶金等各个领域。随着科技的发展，人们对材料性能的要求日益苛刻。被称为“活性氧化铝”的γ-Al₂O₃，由于其具有多孔高分散、高比表面、良好的吸附性和表面酸性，且价廉易得等优点，常被作为加氢、脱氢、脱硫和裂化等石油化工中的催化剂载体，是工业上使用最普遍的催化剂载体之一。

作为载体的氧化铝，其孔道结构对催化剂的活性、选择性及寿命都有重要的影响。而具有大孔径大孔容结构特点的氧化铝载体在催化加氢、渣油加氢等炼油领域中具有独特的优势：大孔为反应物质和催化剂活性中心提供充分的接触空间，便于反应产物快速逸出提高反应速率，同时可用于积累残炭在一定程度上延长催化剂寿命。

CN1884082A介绍了一种大孔容、高比表面拟薄水铝石的制备方法。将SB粉作为晶种，加入到具有一定苛化系数并且含有氧化铝的氯酸钠溶液中进行水热分解，控制晶种加入量和溶液中氧化铝的质量比，经过抽滤、水洗、醇洗和干燥，最后得到大孔容、高比表面的拟薄水铝石。但是此方法铝酸钠溶液的分解率较低，且维持晶种加入量和溶液中氧化铝质量比恒定较难实现。此外，水洗除去钠离子较难除净，采用大量乙醇洗涤分散产品，增加成本。

CN101357771A介绍了一种制备高比表面积拟薄水铝石微球的水热方法。将硫酸铝钾、硫酸铝铵、硫酸铝或其任意比例的混合物溶解在蒸馏水中，加入添加剂酒石酸钠和沉淀剂尿素，经过水热老化、冷却、过滤、水洗、醇洗、成型、干燥等步骤，最后得到高比表面积的拟薄水铝石微球。但是此方法中添加剂酒石酸钠加入量较高（氧化铝：酒石酸钠=60:1～0.2:1），钠离子的残留对于产品纯度具有一定影响。此外，得到的产品孔径较小，孔容较小。

US2970891介绍了一种大比表面、大孔径、大孔容的氧化铝的制备方法。以金属铝和戊醇反应得到醇铝，然后将醇铝以喷雾的方式加入到氨水和二氧化碳混合的水环境中进行水解。水解过程在-3.89℃下进行。水解结束后，用热的氮气流抽提出产物，并将其进行老化、干燥、焙烧，最后得到氧化铝产品。但是此方法得到的氢氧化铝为湃水铝石，通过加热得到η-氧化铝，该氧化铝比表面大，孔体积小，表面酸性强，不适宜用作某些特定用途。

US3900430介绍了一种大孔容催化剂的制备方法，其载体为低密度的大孔容氧化铝。将高碳醇铝（高碳醇含1～30个碳）和氧化铝悬浮物混合，通过醇铝水解法制备氢氧化铝，然后溶剂萃取、蒸气抽提分离出氢氧化铝，再引入一定量的有机溶剂，调节固含量达到一定范围，然后干燥焙烧得到氧化铝。但是此方法分离氢氧化铝过程工艺较复杂，加入有机溶剂量较高，增加成本，且高温焙烧时存在飞温，温度控制复杂，工业应用成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以在比较缓和的条件下，仅通过改变温度来制备大孔径、大孔容、大比表面积的度氧化铝的方法。该方法能够制备附加值较高的氧化铝产品。

本发明提供一种大孔径氧化铝的制备方法，该方法是：首先制备由薄水铝石、拟薄水铝石或薄水铝石与拟薄水铝石的混合物组成的氧化铝前身物，然后对其进行分时段调整温度区间处理，接着进行水热老化，完毕后分离有机溶剂洗涤产物至中性，再进行干燥、焙烧处理，最终得到大孔径氧化铝产品。

本发明提供的大孔径氧化铝的制备方法，包括如下步骤：

(1)将薄水铝石、拟薄水铝石或薄水铝石与拟薄水铝石按任意比例组成的混合物溶解在去离子水中，搅拌均匀后形成固体物质含量2～20质量%的氢氧化铝悬浮液。

上述方法(1)步中的薄水铝石、拟薄水铝石或薄水铝石与拟薄水铝石的混合物，可以由现有技术中任意一种方法制备得到，例如，采用硫酸铝法、CO₂-偏铝酸钠法或醇铝水解法制备，优选醇铝水解法得到的氢氧化铝粉。

(2)对上述氧化铝前身物中进行分时段调整温度区间处理，在优选温度t℃、t+30℃～t+50℃等温度恒温处理一定时段，时间为2～6小时，优选3～4小时。

(3)t的范围为30～120。