[发明专利]一种α-氧化铝载体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种α‑氧化铝载体及其制备方法与应用。本发明在载体制备过程中添加一定量的含镓化合物助剂，载体中镓元素质量含量为0.02％‑15.00％。具体的制备过程为：将三水氧化铝、拟薄水铝石、含镓化合物以及任选的碱土金属化合物和/或氟化物混合，得到固体混合物，向固体混合物中加入粘结剂和水，得到α‑氧化铝前体混合物，将该前体混合物捏合、成型、干燥、焙烧，最终制得α‑氧化铝载体。本发明所制得的催化剂载体可应用于烯烃环氧化反应、炔烃及二烯烃的选择性加氢和甲烷重整反应中。

技术领域

本发明属于催化剂载体技术领域，涉及一种α-氧化铝载体及其制备方法与应用。

背景技术

氧化铝材料一直是材料科学和催化等领域中的重点与热点研究对象之一，其在精细陶瓷、复合材料、吸附分离、催化等领域取得很大的进展。特别是在石油化工催化领域，不同形状的氧化铝载体在催化氧化、催化加氢方面具有广泛的应用。氧化铝载体对催化剂有着非常重要的作用，如：提高活性组分分散性、减少活性组分用量、增加有效的比表面、改善催化剂的热稳定性等，氧化铝载体的性能是催化剂的性能的关键因素之一。

氧化铝存在多种晶相，其中常见的有γ、δ、κ、η、θ、α等。在这些相中α相是稳定相，其余为亚稳相。在目前工业应用中，通过焙烧氢氧化铝前驱体制备α-氧化铝载体的技术手段较为普遍。在前驱体焙烧过程中，生成的无定形氧化铝向亚稳相氧化铝转变，此过程属于非晶格重整过程，再经过足够高的温度焙烧，这些亚稳相氧化铝都可以转变成α-氧化铝。此高温焙烧过程中，氧化铝颗粒会出现烧结团聚现象，造成制备的α-氧化铝载体的比表面积急剧降低。研究结果表明，某些助剂的添加或载体后处理会改善α-氧化铝载体的比表面积。专利CN103566980A公布了在载体制备过程中引入一定量的硅或含硅化合物，所得载体的比表面积和强度得到改善，由该改性载体制备的银催化剂在用于乙烯氧化制备环氧乙烷是能显著改善银催化剂的活性。专利CN104707665A公开了一种氧化铝载体，其包含将含硅α-氧化铝载体采用酸性化合物进行处理，酸性化合物处理能够提高载体的比表面积，由该改性得到的氧化铝载体制成的银催化剂，在乙烯氧化生产环氧乙烷的过程中显示出良好的活性和选择性。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种α-氧化铝载体，其采用与现有技术不同的载体改性方法制得，其不仅具有适宜压碎强度、吸水率，并且与现有技术制得的载体相比具有更高的比表面积，由此可以改善催化剂活性组分在载体上的分散性，进而提高催化剂的催化性能。

本发明的目的之二是提供一种上述α-氧化铝载体的制备方法。

本发明的目的之三是提供一种上述α-氧化铝载体的用途。

为此，本发明第一方面提供了一种α-氧化铝载体，其含有镓元素。

根据本发明，在所述载体中，镓元素的质量含量为0.02％-15.00％；优选为0.02％-5.00％；进一步优选为0.05％-5.00％。

在本发明的一些实施例中，所述载体的比表面为1.0-50.0m²/g，优选为1.5-10.0m²/g；所述载体的吸水率≥30％，优选为40％-70％；所述载体的压碎强度为30-300N/粒。

在本发明的另一些实施例中，所述载体中α-氧化铝的质量含量≥85％。

本发明第二方面提供了一种本发明第一方面所述载体的制备方法，包括：

步骤A，将三水氧化铝、一水氧化铝、含镓化合物以及任选的碱土金属化合物和/或氟化物混合，得到固体混合物；

步骤B，向固体混合物中加入粘结剂和水，得到α-氧化铝前体混合物；

步骤C，将α-氧化铝前体混合物捏合、成型、干燥、焙烧，制得α-氧化铝载体。

根据本发明方法，所述固体混合物中三水氧化铝的质量含量为20％-90％。