[发明专利]铝溶胶的生产方法和铝溶胶

说明书

本发明公开了一种铝溶胶的生产方法和铝溶胶，该方法包括以下步骤：(1)将铝源与第一碱源进行第一接触，得到pH为3‑5的第一反应液；(2)将所述第一反应液进行一次升温老化；(3)将步骤(2)得到的加热后的溶液与第二碱源进行第二接触，得到pH为3‑4.5的第二反应液；(4)将所述第二反应液进行二次升温老化；所述一次升温老化和二次升温老化在不大于100℃的温度下进行。本发明提供的方法生产成本低，整个生产过程条件温和，制备的铝溶胶产品质量好，且铝溶胶中Al元素主要以Al₁₃形式存在。将本发明提供的铝溶胶作为粘结剂用于催化剂中，有利于进一步提高催化剂的催化性能。

技术领域

本发明涉及铝溶胶制备领域，具体涉及一种铝溶胶生产方法和该生产方法制得的铝溶胶。

背景技术

铝溶胶是带正电的水合氧化铝微细粒子均匀分散在水中的胶体溶液。目前，铝溶胶在工业上被广泛用作催化剂粘结剂和水处理絮凝剂。根据不同的应用领域，铝溶胶的命名方式也有所不同，例如：用于催化剂粘结剂时，一般称为铝溶胶；用于絮凝剂时，则被称为聚合氯化铝或碱式氯化铝，但其结构通式均可表达为：[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(n＝1-5，m0)。

铝溶胶的性质一般可以用铝含量、以及铝氯比(即，铝元素与氯元素的比例，可以采用重量比，也可以采用摩尔比)或碱基度来表示，碱基度是指聚合氯化铝中氢氧根与铝的摩尔比。

铝溶胶的制备方法多种多样，常用的制备方法主要有：金属铝法、有机醇盐水解法、电解法、无机盐原料法和粉体分散法等，其中，采用金属铝与盐酸制备铝溶胶的金属铝法依然是主要的生产方法。

US4028216A最早详细介绍了金属铝溶胶的制备方法，此法工艺流程简单，易于操作，但是由于该方法是由氢氧化铝电解制得铝溶胶，因而生产成本太高，需要消耗大量的电能，同时在制备的过程中产生的氢气也带来了安全隐患，并且使用的盐酸会腐蚀设备。

有机醇盐水解法可以制得纯度高、比表面大、粒径分布均匀的溶胶。此方法适用于制备纯度要求高的氧化铝粉体。但是，此方法制备过程中的最大困难是原料对水敏感，水解反应非常迅速，容易形成沉淀，并且原料价格昂贵、易燃、有毒、不易保存，给工业化带来困难。

CN1177653A报道了采用电解法来制备铝溶胶，此法通过以低电压大电流的电化学方法合成聚合氯化铝，采用价格低廉的普通阴离子膜，降低了产品的制备成本，比较环保。但是，电解水耗能过大，初始费用高(重复单元中需要电极)，可能产生氯气，存在安全隐患。

无机盐原料法使用的原料价格低廉，方法简单，降低了铝溶胶的生产成本，但是溶胶的纯度较低。

粉体分散法制备氧化铝溶胶省去了水解步骤，过程简单，且原料均为工业产品，价格便宜，便于储存，易于实现工业化。但是，原料中常含有杂质，制备的铝溶胶的纯度相对较低。

当今工业的发展和生产过程中的环保要求日趋严格，越来越注重反应过程的原子经济性，因而寻求一种新的低成本和高效的铝溶胶生产方法变得越发重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料利用率高的铝溶胶生产方法和该生产方法制得的铝溶胶，该方法生产成本低，整个生产过程条件温和，而且制备的铝溶胶产品质量好。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种铝溶胶的生产方法，该方法包括以下步骤：

(1)将铝源与第一碱源进行第一接触，得到第一反应液，所述第一反应液的pH为3-5；

(2)将所述第一反应液进行一次升温老化；

(3)将步骤(2)得到的加热后的溶液与第二碱源进行第二接触，得到第二反应液，所述第二反应液的pH为3-4.5；