CN107381608B - 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法 - Google Patents

一种高比表面氧化铝微粉的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107381608B
CN107381608B CN201710672187.3A CN201710672187A CN107381608B CN 107381608 B CN107381608 B CN 107381608B CN 201710672187 A CN201710672187 A CN 201710672187A CN 107381608 B CN107381608 B CN 107381608B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium
specific surface
ammonium
preparation
dawsonite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710672187.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107381608A (zh
Inventor
刘桂华
吴国玉
李小斌
彭志宏
周秋生
齐天贵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central South University
Original Assignee
Central South University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central South University filed Critical Central South University
Priority to CN201710672187.3A priority Critical patent/CN107381608B/zh
Publication of CN107381608A publication Critical patent/CN107381608A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107381608B publication Critical patent/CN107381608B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/141—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent
    • C01F7/142—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by neutralisation with an acidic agent with carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C01P2006/17—Pore diameter distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：将铝酸钠溶液和添加剂混合，通入CO2，析出氢氧化铝；在氢氧化铝中，继续通入CO2，析出丝钠铝石；在丝钠铝石中加入铵盐溶液进行反应，得碳酸铝铵；将碳酸铝铵焙烧，得氧化铝微粉。本发明通过添加剂进行粒子表面改性和物相转化解决了粒子团聚问题；通过焙烧中分解产生的二氧化碳和氨气抑制毛细孔坍塌，从而制备出高比表面的氧化铝微粉，还具有产品纯度高、生产成本低、工艺环境友好等优势。

Description

一种高比表面氧化铝微粉的制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体来说，涉及一种高比表面氧化铝微粉的制备方法。
背景技术
高比表面氧化铝粉广泛应用于化工、环保、材料等领域，尤其可作为催化剂（或催化剂载体）、吸附剂、无机膜制备等原料。随着氧化铝基催化剂、吸附剂应用范围的拓宽，性能、成本和环保等要求的提高，需开发新的制备技术。
制备氧化铝基吸附剂或催化剂载体主要有两种技术方案。（1）低成本制备低比表面氧化铝基微粉。主要以工业氢氧化铝、铝酸钠溶液或含铝盐，通过析出氢氧化铝、拟薄水铝石等制得粒径0.5～15μm的氧化铝微粉，比表面积小于200m2/g。（2）高成本制备高比表面氧化铝纳米粉。主要以铝盐或醇铝为原料，加入表面活性剂抑制粒子团聚或做模板，通过析出纳米氢氧化铝、拟薄水铝石，解决焙烧过程中粒子团聚问题，获得比表面积大于300m2/g氧化铝纳米粉（5～200nm）。很明显，目前提高粉体比表面的关键技术是粒子细化，但以铝盐或醇铝为原料制备纳米氧化铝粉体过程中，首先要解决氢氧化铝或拟薄水铝石纳米粒子易团聚和制备中废液等环境污染问题，其次要解决成本高的问题。
除析出中间体氢氧化铝外，也报道了以碳酸铝铵为中间体制备高比表面氧化铝粉的方法。主要是以可溶性铝盐为原料（硫酸铝、硫酸铝铵、氯化铝、硝酸铝等），加入至铵盐或铵盐和氨水中，溶液中析出或固相合成碳酸铝铵，碳酸铝铵焙烧得高比表面氧化铝（吴省等，介孔氧化铝的制备方法；201010146880.5；赵瑞玉等，γ-氧化铝的固相制备方法，201210328824.2；Macantonio Paul J, process for producing a high surface areaalumina,WO87/01365）以及在非水溶剂中以铝盐和铵盐合成碳酸铝铵制备γ-Al2O3（Xiaochuan Duan et al, Understanding the effect models of ionic liquids in thesynthesis of NH4-Dw and γ-AlOOH nanostructures and their conversion intoporousγ-Al2O3, ChemPubSOC Europe 2013, 19:5925~5939）。上述方法虽可通过制备纳米粒子而获得比表面积较大的活性氧化铝，但过程复杂、铝盐原料昂贵、产生的高盐废水不能循环利用，因而环境风险和生产成本高。而且，为提高产品比表面，仍遵循通过粒子纳米化提高比表面的原理，没有解决微粉和高比表面间的矛盾。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，通过添加剂进行粒子表面改性和物相转化解决了粒子团聚问题；通过焙烧中分解产生的二氧化碳和氨气抑制毛细孔坍塌，实现多级孔结构，解决了微粉高比表面的关键技术难题，从而制备出高比表面的氧化铝微粉，且微粉还具有产品纯度高、生产低成本、工艺环境友好等优势。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：
S1-1、将铝酸钠溶液和添加剂混合，通入CO2，析出氢氧化铝；在所述氢氧化铝中，继续通入CO2，析出丝钠铝石；
S2-1、在所述丝钠铝石中加入铵盐溶液进行反应，得碳酸铝铵；
S3-1、将所述碳酸铝铵焙烧，得高比表面氧化铝微粉。
进一步的，所述S2-1步骤中，所述丝钠铝石转化为碳酸铝铵后，钠含量小于0.1%。
进一步的，通入所述CO2的浓度为10%～30%；通入所述CO2的时间为1 h～5 h。
进一步的，所述S2-1步骤替换为：在所述丝钠铝石中加入添加剂和铵盐溶液进行反应，得碳酸铝铵。所述丝钠铝石转化为碳酸铝铵后，钠含量小于0.1%。
进一步的，所述反应温度为20℃～100℃，时间0.1 h～10 h。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，包括以下步骤：
S1-2、以氢氧化铝为原料，磨细，得氢氧化铝微粉；
S2-2、在所述氢氧化铝微粉中加入铵盐溶液进行反应，得碳酸铝铵；
S3-2、将所述碳酸铝铵焙烧，得高比表面氧化铝微粉。
进一步的，所述氢氧化铝微粉平均粒度d50<10μm，吸油值>30 mL/100 g。
进一步的，所述S2-2步骤替换为：在所述氢氧化铝微粉中加入添加剂和铵盐溶液进行反应，得碳酸铝铵。
进一步的，所述反应温度为20℃～100℃，时间0.5 h～20 h。
上述的制备方法，优选的，所述添加剂为硬脂酸、甘露醇、聚乙二醇、吐温（Tween）、司盘（Span）和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。其中，吐温、司盘，优选吐温60、吐温80，司盘60、司盘80。
上述的制备方法，优选的，所述添加剂的加入量为10～200 ppm。
上述的制备方法，优选的，所述S2步骤中，所述铵盐为碳酸铵或碳酸氢铵，所述铵盐的浓度为10～300 g/L。
上述的制备方法，优选的，所述S3步骤中，所述焙烧的温度为300～900℃，时间为0.5 h～6 h。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明提供了一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，在铝酸钠溶液中加入添加剂，通入二氧化碳，析出氢氧化铝；或继续通入二氧化碳，析出丝钠铝石；再将氢氧化铝或丝钠铝石加入至添加剂和碳酸铵溶液中，析出碳酸铝铵；焙烧中碳酸铝铵依次转化一水软铝石和γ-Al2O3，得高比表面氧化铝微粉。本申请加入了添加剂，改变粒子表面性质；氢氧化铝转化为碳酸铝铵，进一步调控粒子表面性质，从而抑制粒子附聚（或团聚），保证氧化铝的高比表面；同时，焙烧中析出气体抑制毛细孔坍塌，实现多级孔结构，提高了微粉高表面积，最终突破了微粉难以高比表面化的技术瓶颈。
（2）本发明提供了一种氧化铝微粉的制备方法，产品平均粒径为0.5～15μm，不需要制备纳米氧化铝粉，极大地简化了工艺流程，显著地降低了生产成本。同时，以铝酸钠溶液或氢氧化铝为原料，碱性体系制备氧化铝微粉，反应物廉价易得。因而，工艺具有流程短、制备过程易控，生产成本低等特点。
（3）本发明提供了一种氧化铝微粉的制备方法，以铝酸钠溶液或氢氧化铝为原料，碱性体系中制备中间体。所采用的原料、中间物料（碳酸钠、二氧化碳和氨水）可循环，整个制备过程无废水、废气排放，环境友好。
（4）本发明提供了一种氧化铝微粉，比表面积可达650 m2/g。即使90℃高温焙烧1h，产品的比表面积大于350 m2/g；具有多级孔结构特征，孔径介于1～20 nm间；产品纯度高，大于99.5%，应用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1至8中高比表面氧化铝微粉制备流程图。
图2是本发明实施例9和10中高比表面氧化铝微粉制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）35℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=10 g/L，Al2O3=12.2 g/L，苛性比αK=1.4）中，加入10 ppm硬脂酸、聚乙二醇混和物（硬脂酸和聚乙二醇的质量比是1∶1），通入10%（体积百分比）的CO2 1 h，得氢氧化铝浆液。
（2）50℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入10%CO2 4 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液循环溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至300 mL 200 g/L的碳酸铵溶液中，还加入10ppm硬脂酸、聚乙二醇混和物（硬脂酸和聚乙二醇的质量比是1∶1），再加入9 mL 15%（质量百分含量）氨水，在35℃反应5 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。制备碳酸铝铵过滤后的滤液含碳酸钠和碳酸铵，该滤液加热分解，得碳酸铵溶液和碳酸钠溶液，碳酸铵溶液用于处理丝钠铝石，碳酸钠溶液汇入与上述步骤（2）的溶液中。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在600℃焙烧1 h，得高比表面氧化铝微粉；分解得到的二氧化碳和氨气被水吸收，反应生成碳酸铵溶液，返回处理丝钠铝石。
本实施例制备得到的氧化铝微粉，孔径介于2～10 nm间，比表面积为510 m2/g，平均粒径为0.5 μm；该氧化铝微粉中杂质含量为：Na2O 0.10%，Fe2O30.005%，SiO20.008%，Al2O399.83%。
实施例2
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）65℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=130 g/L，Al2O3=120 g/L，苛性比αK=1.8）中，加入200 ppm硬脂酸、甘露醇和聚乙二醇混和物（硬脂酸、甘露醇和聚乙二醇的质量比是3∶1∶6），通入30%的CO2 5 h，得氢氧化铝浆液。将氢氧化铝浆液进行固液分离，滤渣用热水洗涤得到氢氧化铝，滤液为铝酸钠溶液。
（2）70℃下，在100 g/L碳酸钠溶液中加入步骤（1）中的氢氧化铝，通入30%的CO2 6h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至2000 mL 300 g/L的碳酸氢铵溶液中，加入30 mL 20%氨水和10 ppm聚乙二醇和甘露醇混和物（聚乙二醇和甘露醇的质量比1∶1），35℃反应10 h，得碳酸铝铵得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在700℃焙烧3 h，得高比表面氧化铝。
本实施例制备得到的氧化铝微粉，孔径介于3~15 nm间，比表面积为400 m2/g，平均粒径为15 μm；该氧化铝微粉中杂质含量为：Na2O 0.15%，Fe2O30.003%，SiO20.006%，Al2O399.70%。
实施例3
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）55℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=50 g/L，Al2O3=49.8 g/L，苛性比αK=1.6）中，加入50 ppm硬脂酸、聚乙二醇混和物（硬脂酸和聚乙二醇的质量比是1∶2），通入15%的CO2 5 h，得氢氧化铝浆液。
（2）50℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 6 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至500 mL 300 g/L的碳酸铵溶液中，加入15mL 15%氨水和200 ppm硬脂酸、聚乙二醇混和物（硬脂酸和聚乙二醇质量比1∶1），45℃上反应5 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在400℃焙烧6 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于2～8 nm间，比表面积为630 m2/g，平均粒径为0.5 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.08%，Fe2O30.009%，SiO20.009%，Al2O399.89%。
实施例4
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）50℃下，在100 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=10g/L，Al2O3=12.2g/L，苛性比αK=1.4）中，加入10 ppm烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮混和物（烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、司盘80的质量比是1∶5∶4），通入10%的CO2 3 h，得氢氧化铝浆液。
（2）100℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 4 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至1000mL 100 g/L的碳酸铵溶液中，加入12mL 15%氨水和50 ppm烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、司盘80混和物(质量比1∶5∶4)，45℃反应6h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在900℃焙烧1 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于4～15 nm间，比表面积为365 m2/g，平均粒径为2.7 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.08%，Fe2O30.006%，SiO20.008%，Al2O399.86%。
实施例5
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）40℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=30 g/L，Al2O3=22.9 g/L，苛性比αK=2.2）中，加入10 ppm硬脂酸、聚乙烯吡喀烷酮混和物（硬脂酸、聚乙烯吡喀烷酮的质量比是1∶2），通入15%的CO2 2 h，得氢氧化铝浆液。
（2）40℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 5 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至2000 mL 50 g/L的碳酸铵溶液中，加入步骤（1）中相同的硬脂酸、司盘60、和聚乙烯吡喀烷酮混和物（硬脂酸、司盘60、聚乙烯吡喀烷酮的质量比是1∶2∶2）20 ppm以及15 mL 15%氨水，35℃上反应10 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在600℃焙烧2 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于1～8nm间，比表面积为630 m2/g，平均粒径为0.9 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.09%，Fe2O30.005%，SiO20.005%，Al2O399.80%。
实施例6
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）25℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=70 g/L，Al2O3=70 g/L，苛性比αK=1.6）中，加入10 ppm硬脂酸、聚乙二醇混和物（硬脂酸和聚乙二醇的质量比是1∶3），通入10%的CO2 4 h，得氢氧化铝浆液。
（2）50℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 4 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至1000mL 100 g/L的碳酸氢铵溶液中，加入10mL 15%氨水和100 ppm硬脂酸、吐温60、聚乙二醇混和物（硬脂酸、吐温60和聚乙二醇的质量比1∶1∶3），40℃上反应10 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在900℃焙烧0.5 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于4～10 nm间，比表面积为400 m2/g，平均粒径为1 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.10%，Fe2O30.008%，SiO20.008%，Al2O399.77%。
实施例7
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）35℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=20 g/L，Al2O3=10 g/L，Na2Oc(碳酸钠)=10 g/L，苛性比αK=3.3）中，加入50 ppm硬脂酸、聚乙二醇、甘露醇混和物（硬脂酸、聚乙二醇、甘露醇的质量比是1∶3∶1），通入10%的CO2 1 h，得氢氧化铝浆液。
（2）50℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 4 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至300 mL 200 g/L的碳酸铵溶液中，加入9 mL15%氨水和100 ppm步骤（1）相同的硬脂酸、聚乙二醇、甘露醇混和物，35℃上反应10 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在300℃焙烧6 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于2～10 nm间，比表面积为650 m2/g，平均粒径为0.5 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.11%，Fe2O30.005%，SiO20.008%，Al2O399.80%。
实施例8
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图1，包括以下步骤：
（1）35℃下，在500 mL铝酸钠溶液（该铝酸钠溶液中Na2OK（苛性碱）=10 g/L，Al2O3=12.2 g/L，苛性比αK=1.4）中，加入50 ppm硬脂酸、吐温80、聚乙二醇混和物（硬脂酸、聚乙二醇的质量比是1∶1∶3），通入10%的CO2 4 h，得氢氧化铝浆液。
（2）50℃下，在氢氧化铝浆液中继续通入CO2 4 h，得丝钠铝石浆液。将丝钠铝石浆液真空过滤，分离滤渣和滤液，取滤渣用热水充分洗涤，得丝钠铝石。滤液即为碳酸钠溶液，将碳酸钠溶液与石灰反应，生成氢氧化钠溶液和碳酸钙，经蒸发浓缩的氢氧化钠溶液溶解氢氧化铝，制得铝酸钠溶液。
（3）将步骤（2）得到的丝钠铝石加入至1000 mL 50 g/L的碳酸氢铵溶液中，加入30mL 15%氨水和50 ppm硬脂酸、司盘80、聚乙二醇混和物（硬脂酸、司盘80、聚乙二醇的质量比1∶1∶3），35℃反应6 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（4）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在450℃焙烧3 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备的氧化铝微粉孔径介于2~10 nm间，比表面积为570 m2/g，平均粒径为2.0 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.10%，Fe2O30.006%，SiO20.009%，Al2O399.87%。
实施例9
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的制备方法，参见图2，包括以下步骤：
（1）取100 g氢氧化铝，在球磨机中磨细，得氢氧化铝微粉，处理后的的氢氧化铝微粉平均粒度d50 9.92μm，吸油值 35 mL/100 g。
（2）将步骤（1）得到的氢氧化铝加入至1000mL 100g/L的碳酸铵溶液中，加入15 mL15%氨水200 ppm硬脂酸、聚乙二醇、甘露醇混和物（硬脂酸、聚乙二醇、烷基苯磺酸钠的质量比是1∶6∶3），35℃上反应20 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（3）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在500℃焙烧2 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备得到的氧化铝微粉，孔径介于5～15 nm间，比表面积为350 m2/g，平均粒径为5.6 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.14%，Fe2O30.009%，SiO20.004%，Al2O3 99.52%。
实施例10
一种本发明的高比表面氧化铝微粉的方法，结合图2， 包括以下步骤：
（1）取100 g氢氧化铝，在球磨机中磨细，得氢氧化铝微粉，处理后的的氢氧化铝微粉平均粒度d50 0.84 μm，吸油值 66 mL/100 g。
（2）将步骤（1）得到的氢氧化铝加入至1000 mL 100 g/L的碳酸氢铵溶液中，加入40 mL 15%氨水和200 ppm硬脂酸、聚乙二醇、甘露醇混和物（硬脂酸、聚乙二醇的质量比是1∶1），45℃上反应0.5 h，得碳酸铝铵溶液。将碳酸铝铵溶液过滤；分离滤渣和滤液，取滤渣洗涤，得纯碳酸铝铵。
（3）步骤（3）中得到的碳酸铝铵经干燥，得碳酸铝铵粉；将碳酸铝铵粉在600℃焙烧1 h，得高比表面氧化铝微粉。
本实施例制备得到的氧化铝微粉，孔径介于5～10 nm间，比表面积为496 m2/g，平均粒径为0.96 μm；该氧化铝粉产品中杂质含量为：Na2O 0.092%，Fe2O30.01%，SiO20.008%，Al2O3 99.60%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高比表面氧化铝微粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1-1、将铝酸钠溶液和添加剂混合，通入CO2，析出氢氧化铝；在所述氢氧化铝中，继续通入CO2，析出丝钠铝石；
S2-1、在所述丝钠铝石中加入添加剂和碳酸铵溶液进行反应，得碳酸铝铵，所述丝钠铝石转化为碳酸铝铵后，钠含量小于0.1％；
S3-1、将所述碳酸铝铵焙烧，得高比表面氧化铝微粉；所述添加剂为硬脂酸、甘露醇、聚乙二醇、吐温、司盘和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通入所述CO2的浓度为10％～30％；通入所述CO2的时间为1h～5h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述S2-1步骤中所述反应温度为20℃～100℃，时间0.1h～10h。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂的加入量为10ppm～200ppm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸铵的浓度为10～300g/L。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的温度为300～900℃，时间为0.5h～6h。
CN201710672187.3A 2017-08-08 2017-08-08 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法 Active CN107381608B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710672187.3A CN107381608B (zh) 2017-08-08 2017-08-08 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710672187.3A CN107381608B (zh) 2017-08-08 2017-08-08 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107381608A CN107381608A (zh) 2017-11-24
CN107381608B true CN107381608B (zh) 2019-08-30

Family

ID=60355161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710672187.3A Active CN107381608B (zh) 2017-08-08 2017-08-08 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107381608B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108258231B (zh) * 2018-01-28 2020-05-15 莱芜亿达新材料科技有限公司 一种多孔氧化铝微球的制备方法
CN109574053B (zh) * 2019-01-23 2021-04-27 邢国艾 氧化铝厂专用结晶助剂及其制备方法
CN113213517B (zh) * 2021-04-09 2023-04-07 珠海复旦创新研究院 一种介孔氧化铝微球及其制备方法
CN114214517B (zh) * 2021-10-26 2023-07-07 广东邦普循环科技有限公司 去除锂电池正极浸出液中氟的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221771A (en) * 1979-04-23 1980-09-09 J. M. Huber Corporation Preparation of dawsonite
US4238458A (en) * 1977-02-01 1980-12-09 Swiss Aluminium Ltd. Process for the production of a basic carbonate of aluminum and an alkali or alkali earth metal
CN102452678A (zh) * 2010-10-15 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种碳化法制备氢氧化铝的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4238458A (en) * 1977-02-01 1980-12-09 Swiss Aluminium Ltd. Process for the production of a basic carbonate of aluminum and an alkali or alkali earth metal
US4221771A (en) * 1979-04-23 1980-09-09 J. M. Huber Corporation Preparation of dawsonite
CN102452678A (zh) * 2010-10-15 2012-05-16 中国石油化工股份有限公司 一种碳化法制备氢氧化铝的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"NH4HCO3 对氧化铝孔结构的影响";杨清河等;《催化学报》;19990331;第20卷(第2期);第139页提要部分以及第2-3段、第143页第1-7段

Also Published As

Publication number Publication date
CN107381608A (zh) 2017-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107381608B (zh) 一种高比表面氧化铝微粉的制备方法
Jo et al. Mechanisms of absorption and desorption of CO 2 by molten NaNO 3-promoted MgO
Luo et al. Extraction of lithium from salt lake brines by granulated adsorbents
CN102602973B (zh) 利用电石渣合成超细碳酸钙的方法
US10376836B2 (en) Desulfurizer for conversion and absorption of high-concentration carbonyl sulfide and a desulfurizer for catalytic conversion and absorption of carbon disulfide and their preparation methods
EP2824200B1 (en) Process for the comprehensive recovery of metal cobalt, ruthenium and aluminum from waste catalyst co-ru/al2o3 in fischer-tropsch synthesis
CN103551104B (zh) 一种吸附Cr(VI)的分级镁铝水滑石的制备方法
Li et al. Synthesis of uniformly distributed magnesium oxide micro-/nanostructured materials with deep eutectic solvent for dye adsorption
CA2736379A1 (en) Process for the production of high purity magnesium hydroxide
CN114288983A (zh) 一种钛基锂离子交换剂及其制备方法
CN106748782B (zh) 一种镁铝镧复合氧化物催化合成碳酸甲乙酯的方法
CN112755981B (zh) 固溶体结构吸附剂与制备方法及在分离水体所含Cr(Ⅵ)中的应用
CN103285828A (zh) 吸附偶氮染料并可循环再生的氧化镁吸附剂的制备方法
CN107670632A (zh) 一种中温二氧化碳吸附剂及其制备和使用方法
CN112316928A (zh) 一种纤维素锂离子筛复合膜及其制备方法和应用
CN105087932B (zh) 酸性富钒液中硅的去除方法及氧化钒的制备方法
WO2023168799A1 (zh) 一种具有高度开放多级孔结构的碳催化剂及其制备方法和应用
CN115924942A (zh) 一种微晶菱镁矿水化制备高纯片状氢氧化镁的方法
CN109761261A (zh) 粒径形貌可控大比表面积二氧化铈粉体的绿色制备方法
Liu et al. Synthesis of mesoporous cerium compound for CO2 capture
CN104627966B (zh) 一种以二氧化硫烟气为原料制备纳米硫的方法
Pan et al. Enhanced steelmaking slag mineral carbonation in dilute alkali solution
CN103073125B (zh) 一种酸解红土镍矿废水的利用方法
RU2235686C1 (ru) Способ получения сферогранулированных материалов на основе гидроксида или оксида циркония
CN104740981A (zh) 一种二硫化碳转化-吸收型脱硫剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant