CN104192880A

CN104192880A - 一种制备高纯度拟薄水铝石的方法

Info

Publication number: CN104192880A
Application number: CN201410344678.1A
Authority: CN
Inventors: 宁桂玲; 田朋; 田俊英; 林�源; 庞洪昌
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: CN104192880B

Abstract

本发明属于无机材料制备技术领域，涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。在搅拌条件下，将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝-异丙醇溶液中，在60～80℃下水解反应2～8h；所述含造孔剂的水解液由去离子水和异丙醇配制，去离子水和异丙醇的质量比为1:0.5～3；去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2～20:1；水解产物在60～260℃条件下进行干燥，干燥后得到高纯度拟薄水铝石。整个制备过程无废物排放，属于环保型技术；同时反应流程简单，容易控制。

Description

一种制备高纯度拟薄水铝石的方法

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。

背景技术

拟薄水铝石，又名一水合氧化铝、假一水软铝石，是化学品氧化铝的重要类别之一。拟薄水铝石主要用于制作催化剂的原料，如在石油化工领域用作裂化、加氢和重整催化剂的粘结剂或催化剂载体；在氮肥生产行业，拟薄水铝石用作制氨催化剂的载体；在环保方面，拟薄水铝石被广泛应用于制备汽车尾气净化的催化剂。

拟薄水铝石生产方法主要有无机铝盐沉淀法和铝醇盐水解法。目前，我国企业普遍采用无机铝盐沉淀法生产拟薄水铝石，制备步骤包括成胶、老化、分离及洗涤和干燥等过程；无机铝盐沉淀法工艺简单，成本较低，但产品杂质含量高(如Na₂O含量高于0.1％，SiO₂含量高于0.1％)，洗涤用水量大(每生产1吨拟薄水铝石需要用20吨以上洗涤用水)，孔径分布不易控制。铝醇盐水解法主要指由德国Coldea公司(已被Sasol公司收购)开发的一种以高纯铝和高级醇(正戊醇、正己醇)为原料生产优质拟薄水铝石的方法；该公司的品牌产品SB粉纯度高(如Na₂O含量低于0.005％，SiO₂含量低于0.02％)，晶型好、孔容和比表面积大,广泛用于催化领域,但该法使用的高级醇具有一定毒性，生产成本较高，我国尚未见工业化的报道。

对比之下，本发明在异丙醇铝水解制备高纯氧化铝的基础上，提出一种制备高纯度拟薄水铝石的方法，其主要技术指标为：产品晶相为AlOOH·xH₂O，Al₂O₃含量不低于70％wt(质量百分含量，下同)，Na₂O含量不高于0.005％wt，Fe₂O₃含量不高于0.020％wt，SiO₂含量不高于0.020％wt，TiO₂含量不高于0.050％wt，比表面积为200～500m²/g，堆积密度为200～800g/L，孔容为0.4～1.6mL/g。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯度拟薄水铝石的制备方法，其产品纯度高，孔容和比表面积容易控制，操作工艺简单、成本低、无废物排放，能够满足国内外在石油催化裂解和汽车尾气处理等领域对优质拟薄水铝石的需求。

本发明的技术方案是以异丙醇铝和去离子水为原料，异丙醇为溶剂，在造孔剂存在下水解，获得拟薄水铝石胶体，再经干燥获得高纯度拟薄水铝石。

一种制备高纯度拟薄水铝石的方法，具体步骤如下：

步骤1.在搅拌条件下，将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝-异丙醇溶液中，在60～80℃下水解反应2～8h；所述的水解液由去离子水和异丙醇配制，去离子水和异丙醇的质量比为1:0.5～3；去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2～20:1；

步骤2.将步骤1中所得水解产物在60～260℃条件下进行干燥，干燥后得到高纯度拟薄水铝石。

所述的异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20％wt～90％wt，优先选取50％wt～80％wt。

所述的异丙醇铝-异丙醇溶液使用的原料异丙醇铝中Na₂O的质量百分含量为0.001％wt以下，Fe₂O₃的质量百分含量为0.006％wt以下，SiO₂的质量百分含量为0.006％wt以下，TiO₂的质量百分含量为0.010％wt以下。

所述的水解液中的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127(F127)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物(P123)、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合；造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。

本发明的有益效果：整个制备过程无废物排放，属于环保型技术；同时反应流程简单，容易控制。本发明在制造成本和环境友好等方面都展现出显著的竞争优势和利润空间。另外，本发明使用的原料异丙醇铝由金属铝与异丙醇反应获得，异丙醇铝与长链铝醇盐比较，具有溶剂毒性低，易纯化等优点，是我国比较成熟的工业化产品。

具体实施方式

以下结合技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例1

取510g异丙醇铝(Na₂O含量为0.001％wt，Fe₂O₃含量为0.002％wt，SiO₂含量为0.005％wt，TiO₂含量为0.001％wt)与100g异丙醇放入4L反应器中，在75℃下机械搅拌均匀，然后加入水解液(水解液中去离子水质量为900g，异丙醇质量为450g，聚乙二醇2000质量为10g),水解反应8h，之后将水解产物移入到干燥器中，60℃条件下干燥12h，得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的Al₂O₃含量为72～75％，Na₂O含量为0.004％wt，Fe₂O₃含量为0.007％wt，SiO₂含量为0.016％wt，TiO₂含量为0.004％wt，比表面积为250～270m²/g，堆积密度为700～750g/L，孔容为0.4～0.45mL/g。

实施例2

取510g异丙醇铝(Na₂O含量为0.001％wt，Fe₂O₃含量为0.005％wt，SiO₂含量为0.005％wt，TiO₂含量为0.005％wt)与1000g异丙醇放入4L反应器中，在65℃下机械搅拌均匀，然后加入水解液(水解液中去离子水质量为90g，异丙醇质量为270g，正辛醇质量为40g，F127质量为10g)，水解反应2h，之后将水解产物移入到干燥器中，240℃条件下干燥1h，得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的Al₂O₃含量为76～78％，Na₂O含量为0.004％wt，Fe₂O₃含量为0.017％wt，SiO₂含量为0.018％wt，TiO₂含量为0.016％wt，比表面积为450～480m²/g，堆积密度为200～230g/L，孔容为1.45～1.50mL/g。

Claims

1.一种制备高纯度拟薄水铝石的方法，其特征在于，步骤如下：

步骤2.将步骤1中所得水解产物在60～260℃条件下进行干燥，即得高纯度拟薄水铝石；

其中，异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20％wt～90％wt。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为50％wt～80％wt。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的异丙醇铝-异丙醇溶液的异丙醇铝中Na₂O的质量百分含量为0.001％wt以下；Fe₂O₃的质量百分含量为0.006％wt以下；SiO₂的质量百分含量为0.006％wt以下；TiO₂的质量百分含量为0.010％wt以下。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求1或2或5所述的方法，其特征在于，所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。