[发明专利]具有超大孔结构的球形氧化铝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有超大孔结构的球形氧化铝及其制备方法。球形氧化铝直径为1‑3mm，超大孔平均孔径大于15μm且小于50μm，孔道壁厚为10‑45μm，孔壁上分布有1‑10μm的大孔；压碎强度为5‑20N/颗，BET比表面积为100‑350m²/g，孔容为0.3‑1.0cm³/g。制备方法如下：（1）将无机铝盐、聚乙二醇、碳酸钙粉末、C5以下的二元醇和水混合均匀，然后加入环氧丙烷和/或吡啶，混合均匀得到溶胶；（2）溶胶滴入到融化的凡士林中，形成凝胶球并老化后滤出，干燥、焙烧，然后继续采用酸液水热处理，干燥、焙烧，得到产品。本发明的具有超大孔结构的球形氧化铝，机械强度高，能够满足现有多相催化反应的强度要求，具有良好的大分子传质能力，可作为多相催化剂载体使用。

技术领域

本发明属于无机材料制备领域，涉及一种具有超大孔结构的球形氧化铝及其制备方法。

背景技术

多孔氧化铝被广泛应用于多相催化剂的载体材料。孔道结构是催化剂的重要物化性质，通常情况下，孔道的特性对于催化性能具有决定性的影响。对于大分子物料参与的催化反应，催化剂还需要具备大孔甚至超大孔（大于1000nm）结构以进一步提高大分子物料的传质能力。

CN103769232B采用pH摆动及并流成胶法结合的方式进行成胶反应，经过滤、洗涤、干燥等步骤得到含硅氧化铝干胶，但所述方法造孔及扩孔作用较为有限，难以形成超大孔结构。

CN101114454A、EP 0237240、US 4448896、US 4102822等采用碳黑、淀粉和碳纤维等扩孔剂制备大孔氧化铝，所形成的大孔孔道不能三维贯通的超大孔道，对大分子的传质能力不足。

CN 201010221297.6把铝源、聚乙二醇以及选自低碳醇和水至少一种及环氧烷烃混合用于制备整体式大孔氧化铝，其孔径可为0.05-10μm，但所得大孔表观孤立，成囊泡状，空间连贯性较差，不利于提高材料对大分子的传质能力，而且该方法制备的材料在外形上不具备固定的形状，不利于装填到反应器中以控制物料传质及床层压降。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有超大孔结构的球形氧化铝及其制备方法。本发明的具有超大孔结构的球形氧化铝，机械强度高，能够满足现有多相催化反应的强度要求，具有良好的大分子传质能力，可作为多相催化剂载体使用。

本发明的具有超大孔结构的球形氧化铝，直径为1-3mm，超大孔平均孔径大于15μm且小于50μm，超大孔三维贯通，孔道壁厚为10-45μm，孔壁上分布有1-10μm的大孔。

本发明的球形氧化铝中，大孔在超大孔孔壁上的分布比率为5%-70%，优选为20%-60%；分布比率以大孔截面面积占其所在的超大孔孔壁断面面积的百分比计算。

本发明的球形氧化铝的压碎强度为5-20N/颗，BET比表面积为100-350m²/g，孔容为0.3-1.0cm³/g。

本发明的具有超大孔结构的球形氧化铝的制备方法，包括如下内容：

（1）将无机铝盐、聚乙二醇、碳酸钙粉末、C5以下的二元醇和水混合均匀，然后加入环氧丙烷和/或吡啶，混合均匀得到溶胶；

（2）将步骤（1）的溶胶滴入到融化的凡士林中，形成凝胶球并老化后滤出，干燥、焙烧，然后继续采用酸液水热处理；

（3）将步骤（2）产物经干燥、焙烧，得到具有超大孔结构的球形氧化铝。

本发明方法中，步骤（1）所述的无机铝盐是硝酸铝、氯化铝或硫酸铝中的一种或多种。

本发明方法中，步骤（1）所述的碳酸钙，粒径为1000-10000nm，形状为球形或近球形。

本发明方法中，步骤（1）所述的C5以下的二元醇，包括乙二醇，丙二醇，丁二醇，戊二醇。