CN104891539B - 一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法，该方法包括：将拟薄水铝石粉体加水分散，得到拟薄水铝石悬浊液，在拟薄水铝石悬浊液中加入液体石蜡、表面活性剂、活性炭，均质乳化，形成乳化悬浊液；其中液体石蜡与拟薄水铝石的质量比为0.02～0.2，表面活性剂与液体石蜡的质量比为0.2～1；活性炭与拟薄水铝石的质量比为0～0.1；在乳化悬浊液中加入拟薄水铝石质量的0.1～0.5％的助剂均质分散，均质分散后，将质量浓度为1.5～4.0％可溶性海藻酸盐的水溶液加入上述乳化悬浊液制成混悬浆料，再滴入到浓度为0.1～2.0mol/L的铝、钙、钡、铜、锌、锰或钴金属离子的水溶液中处理10～120min得到成型小球；经干燥、焙烧得到产品。本发明方法分散性好、积碳少，制得的球形氧化铝具有较高的平均孔径及比表面积。
Description
技术领域
本发明涉及载体的制备领域，具体涉及一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法。
背景技术
活性氧化铝作为一种应用广泛的化工品，具有适宜的孔结构及合适的比表面积，因而被广泛用作催化剂及催化剂载体。从上世纪90年代起，人们对球形氧化铝的成型工艺做出了大量研究，较为成熟的工艺包括转动成球法，挤出滚球法，喷雾成球，油柱成球及油氨柱成球等。
目前在化工领域，尤其是石油化工及生物化工方面，高分子量原材料应用越来越广泛，这就要求所使用的催化剂或催化剂载体具有较大的介孔或大孔，因此对活性氧化铝进行适当的扩孔研究，制备适宜孔结构、合适的比表面积的氧化铝成为研究的热点。
氧化铝扩孔的方法主要分为物理扩孔法、添加助剂法、成型后水热处理法等。物理扩孔法通常是添加高分子有机物与碳粉等扩孔。活性炭粉作为一种常用扩孔剂，它能在煅烧的过程中被氧化而生成气体，释放出其所占空间，从而得到一定的扩孔效果。助剂的添加除了可以改变氧化铝的孔结构外，还可以调节其表面酸性，一般采用金属或金属氧化物作为助剂。近年来，模板剂法被广泛应用在介孔及大孔材料的制备上，如表面活性剂、高内相乳液、乳液及微乳液等，而这些方法常用来制备分子筛、纳米材料、多孔聚合物。
近期，CN 102718241公开了一种海藻酸辅助成型法制备球形氧化铝颗粒的方法，但该方法所得产品孔容均低于0.55cm3/g。在常规的转动成球法与挤出滚球法制备球形氧化铝的过程中，由于扩孔剂不易均匀分散，因此活性炭扩孔与表面活性剂扩孔的使用受到限制，在油柱成球过程中有报道使用活性炭与表面活性剂扩孔，但扩孔程度有限，同时可能存在活性炭燃烧不完全的积碳问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法，该方法采用活性炭与乳液扩孔，同时添加助剂促进活性炭燃烧，减少积碳，增加扩孔效果，适用于油柱法与水柱成型法制备球形氧化铝颗粒过程。
本发明一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法具体通过以下技术方案予以实现：
一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法，其特征是包括如下步骤：
1)将拟薄水铝石粉体加水分散，得到拟薄水铝石悬浊液，所述的拟薄水铝石粉体与水的质量比为0.05～1；
2)在拟薄水铝石悬浊液中加入液体石蜡、表面活性剂、活性炭，均质乳化，形成乳化悬浊液；其中液体石蜡与拟薄水铝石的质量比为0.02～0.2，表面活性剂与液体石蜡的质量比为0.2～1；活性炭与拟薄水铝石的质量比为0～0.1；所述的表面活性剂选自Tween80、Span80、P123、PEG、PVA或AEO中的一种或几种；
3)在乳化悬浊液中加入拟薄水铝石质量的0.1～0.5％的助剂均质分散，所述的助剂选自锌粉、铝粉、氧化锌粉、碱式碳酸锌；
4)均质分散后，将质量浓度为1.5～4.0％可溶性海藻酸盐的水溶液加入上述乳化悬浊液制成混悬浆料，再滴入到浓度为0.1～2.0mol/L的铝、钙、钡、铜、锌、锰或钴金属离子的水溶液中处理10～120min得到成型小球；
5)成型后进行干燥、焙烧得到产品。
本发明上述技术方案中，所述的表面活性剂优选为Tween80、Span80、P123中的一种或几种。
本发明上述技术方案中，所述的助剂优选为锌粉或铝粉。
本发明一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法与现有技术相比，其有益效果为：本发明方法采用乳液作为分散剂，可获得较好扩孔效果，采用助剂可解决活性碳燃烧不完全的积碳问题；优选方案，制备乳化悬浊液时还加入活性炭，使得分散效果更好。
具体实施方式
实施例1
取50g拟薄水铝石，加入100ml水分散，得到拟薄水铝石悬浊液；在拟薄水铝石悬浊液中加入10％液体石蜡(以拟薄水铝石质量为100％)、10％的Tween80(以拟薄水铝石质量为100％)、均质乳化，形成乳化悬浊液。在乳化悬浊液中加入100ml 1.5％的海藻酸盐溶液，混合均匀，得到海藻酸盐-乳化悬浊液；将海藻酸盐-乳化悬浊液滴入0.2M硝酸钙中形成包裹乳化悬浊液的海藻酸盐颗粒；用水洗涤后，在70℃70％湿度下处理4小时、70℃干燥至恒重、550℃煅烧8小时，得到球形氧化铝颗粒。小球性质见表1。
实施例2
取100g拟薄水铝石，加入200ml水分散，得到拟薄水铝石悬浊液；在拟薄水铝石悬浊液加入20％液体石蜡(以拟薄水铝石质量为100％)、4％的P123、均质乳化，形成乳化悬浊液。在乳化悬浊液中加入50ml 4.0％的海藻酸盐溶液，混合均匀，得到海藻酸盐-乳化悬浊液；将海藻酸盐-乳化悬浊液滴入0.8M硝酸钙中形成包裹乳化悬浊液的海藻酸盐颗粒；用水洗涤后，在70℃70％湿度下处理4小时、70℃干燥至恒重、550℃煅烧8小时，得到球形氧化铝颗粒。小球性质见表1。
实施例3
将实施例1乳化悬浊液制备过程中的表面活性剂改为8％的吐温80、2％的司盘80，配制好的海藻酸盐-乳化悬浊液滴入0.2M硝酸铝中形成包裹乳化悬浊液的海藻酸盐颗粒，其余同实施例1。小球性质见表1。
实施例4
在实施例2中乳化悬浊液制备过程中添加拟薄水铝石质量分数的0.1％的锌粉，均质乳化，其余同实施例2。小球性质见表1。
实施例5
在实施例2中乳化悬浊液制备过程中添加拟薄水铝石质量分数的0.1％的铝粉，均质乳化，其余同实施例2。小球性质见表1。
实施例6
取50g拟薄水铝石，加入100ml水分散，得到拟薄水铝石悬浊液；在拟薄水铝石悬浊液加入5％的液体石蜡与5％吐温80、以及10％的活性炭，均质乳化，形成乳化悬浊液。其余同实施例1。小球性质见表1。
实施例7
实施例6在乳化悬浊液制备过程中进一步加入拟薄水铝石质量分数的0.1％的锌粉。其余同实施例1。小球性质见表1。
实施例8
实施例5在乳化悬浊液制备过程中进一步加入拟薄水铝石质量分数的0.2％的锌粉。其余同实施例1。小球性质见表1。
实施例9
将实施例1乳化悬浊液制备过程中的表面活性剂改为5％的PVA，其余同实施例1。小球性质见表1。
实施例10
实施例5在乳化悬浊液制备过程中进一步加入拟薄水铝石质量分数的0.2％的氧化锌粉。其余同实施例1。小球性质见表1。
表1
Claims (3)
1.一种球形氧化铝颗粒的扩孔方法，其特征是包括如下步骤：
1)将拟薄水铝石粉体加水分散，得到拟薄水铝石悬浊液，所述拟薄水铝石粉体与水的质量比为0.05～1；
2)在拟薄水铝石悬浊液中加入液体石蜡、表面活性剂、活性炭，均质乳化，形成乳化悬浊液；其中液体石蜡与拟薄水铝石的质量比为0.02～0.2，表面活性剂与液体石蜡的质量比为0.2～1；活性炭与拟薄水铝石的质量比为0～0.1；所述的表面活性剂选自Tween80、Span80、P123、PEG、PVA或AEO中的一种或几种；
3)在乳化悬浊液中加入拟薄水铝石质量的0.1～0.5％的助剂均质分散，所述的助剂选自锌粉、铝粉、氧化锌粉、碱式碳酸锌；
4)均质分散后，将质量浓度为1.5～4.0％可溶性海藻酸盐的水溶液加入上述乳化悬浊液制成混悬浆料，再滴入到浓度为0.1～2.0mol/L的铝、钙、钡、铜、锌、锰或钴金属离子的水溶液中处理10～120min得到成型小球；
5)成型后进行干燥、焙烧得到产品。
2.根据权利要求1所述的扩孔方法，其特征在于，所述的表面活性剂为Tween80、Span80、P123中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的扩孔方法，其特征在于，所述的助剂为锌粉或铝粉。
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