[发明专利]一种耐高温大比表面积氧化铝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于氧化铝加工技术领域，具体涉及一种耐高温大比表面积氧化铝及其制备方法。

背景技术

氧化铝在化工领域有广泛用途，其中活性氧化铝的使用最为常见，例如用于吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体。但大多数活性氧化铝热稳定性不足，容易转晶烧结，而且比表面和孔容不高，限制其作为催化剂或载体在一些特定高温反应中活性的发挥。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，这些应用往往要求1000℃或更高的反应温度，对氧化铝材料的热稳定性是一大考验。γ活性氧化铝在800℃以上会转晶为δ和θ氧化铝，比表面与孔容会有一定塌缩，而进一步在1000-1200℃焙烧后，目前市场上大多数γ氧化铝都会转晶为α氧化铝。此时比表面和孔容则都接近完全塌缩，BET比表面<10m²/g，孔容<0.10cm³/g，面临催化剂或载体功能的完全丧失。因此，开发一款耐高温并保持大表面与孔容的氧化铝将有重大的工业应用价值。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种耐高温、比表面积大、孔容大的氧化铝及其制备方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种耐高温大比表面积氧化铝，由纯氧化铝构成，除Al、O、H外不含其他任何掺杂元素；其中，所述氧化铝经1000℃高温空气气氛焙烧处理1-6h后，其低温氮气吸附测定的BET比表面＞120m²/g，孔容＞0.90cm³/g；在1100℃高温空气气氛焙烧处理1-6h后，其低温氮气吸附测定的BET比表面＞80m²/g，孔容＞0.75cm³/g。

一种制备所述的耐高温大比表面积氧化铝的方法，包括如下步骤：

(1)称取90-110重量份的可溶性铝盐并溶于水得到前驱物，在10-90℃条件下向所述前驱物中滴加沉淀剂生产沉淀，或直接使所述前驱物发生水解反应生成沉淀，沉淀结束并控制pH为4.5-8.5，之后将沉淀进行过滤、洗涤，所得滤饼即为固体物料A；

(2)将可溶性铵盐并充分溶于水，得到溶液B；所述可溶性铵盐与所述可溶性铝盐的摩尔比为0.6-10:1；

(3)将步骤(1)所述固体物料A充分分散于步骤(2)所述溶液B中，搅拌30-240min，过滤，得到滤饼即为固体物料C；

(4)将步骤(3)所述固体物料C进行干燥、500-1100℃焙烧，即得所述的耐高温大比表面积氧化铝。

步骤(1)中，所述可溶性铝盐为铝酸钠、铝酸钾、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、含铝醇盐中的一种或几种以任意比例组成的混合物。

步骤(2)中，所述可溶性铵盐为氯化铵、硝酸铵、甲酸铵、乙酸铵、硫酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵、柠檬酸铵中的一种或几种以任意比例组成的混合物。

步骤(2)中，还向所述可溶性铵盐中添加低碳醇，所述可溶性铵盐与所述低碳醇的质量之比为57-375:10-110。数据显示，通过添加低碳醇，使得制备得到氧化铝的比表面和孔容能进一步提升5-10％。

所述低碳醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇中的一种或几种以任意比例组成的混合物。

步骤(2)中，还向所述可溶性铵盐中添加聚乙二醇，所述可溶性铵盐与所述聚乙二醇的质量之比为57-375:20-50。

所述聚乙二醇的分子量为1000-10000。数据显示，通过添加聚乙二醇，使得制备得到氧化铝的比表面和孔容能进一步提升5-10％。

步骤(1)中，所述沉淀剂为酸液或碱液；

所述酸液为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、高氯酸、草酸、碳酸中的一种或几种以任意比例组成的混合物；所述碱液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种以任意比例组成的混合物。需要说明的是，当采用铝酸钠、铝酸钾为前驱物，则沉淀剂采用酸液；当采用氯化铝、硝酸铝、硫酸铝为前驱物，则沉淀剂采用碱液；当采用含铝醇盐(例如异丙醇铝、叔丁醇铝)为前驱物，则通过前驱物发生水解产生氢氧化铝沉淀。此外，即使原料不直接使用可溶性铝盐，而间接使用含有氢氧化铝或氧化铝水合物等物质为原料，例如三水铝石、三羟铝石、诺铝石、一水软铝石、一水硬铝石、拟薄水铝石以及氧化铝等为原料，再用酸液或碱液将它们溶解制成相应铝盐或铝酸盐，也可以达到本发明的效果。