CN110655097A - 一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法 - Google Patents

一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法 Download PDF

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杨辉
樊先平
熊林
吴海文
张正林
李冬云
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Abstract

本发明涉及催化剂载体制备技术，旨在提供一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法。包括：以除钠剂和去离子水配制成酸液，加入工业氢氧化铝，搅拌均匀后静置；过滤、清洗，获得低钠氢氧化铝粉；将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀后煅烧，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体。本发明原料较少，工艺简单，无需复杂的设备；操作方便，耗时短、能耗低、投资少，成本低；可以制备出充分满足负载催化剂实际需要的多孔氧化铝微球粉体，并且产品制备成本低，具有推广意义。

Description

一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂载体制备技术，具体为一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法。
背景技术
球形氧化铝具有耐腐蚀、耐高温、高硬度、高强度、抗磨损、抗氧化、绝缘性好和表面积大等优异特性，广泛应用于冶金、化工、电子、国防、航天及核工业等高科技领域。球形微粉有良好的流动性和烧结特性，对于陶瓷制品流延成型极为有利；作为研磨抛光材料，球形氧化铝可以避免产生划痕；对于注射成型的陶瓷，使用的球状氧化铝可以提高熔体的流动性，同时减少对模具的磨损，提高模具的使用寿命从而降低生产成本；在石油化学工业中，对氧化铝载体的孔径分布和孔结构提出了越来越高的要求，球状氧化铝粉体可通过调整粒级配置来调控形成催化剂载体颗粒的孔径及其分布。
氧化铝催化剂载体不仅价格低廉、易获取,且具有多孔性、大比表面积、高分散性、高热稳定性等优点,是一类使用最为广泛的催化剂载体，约占工业上负载型催化剂的70％。国内外市场对球形氧化铝的需求量年增长率不断增高。氧化铝载体有球状、柱状、珠状、环状、三叶草状、齿球状、空心环以及多通孔柱状等多种形态，具有相当好的机械强度，以及不同的化学反应所要求的表面结构、孔结构、比表面积、固体酸碱性、晶粒大小等。可用于吸附剂、干燥剂及多种催化剂载体，广泛用于石油化工、加氢脱硫、低变催化剂领域。
然而目前，氧化铝载体制备原料较多、工艺繁琐，成效偏低。CN108499552A专利中三水铝石、薄水铝石、氟化物、碱土金属化合物、含硅化合物、固体含碳材料、液体有机化合物、粘结剂等通过成型、干燥、焙烧制备而得。CN109201027A专利中利用10μm≤粒度＜100μm的氢氧化铝、100μm≤粒度＜300μm的氢氧化铝、250μm≤粒度＜800μm的含碳可燃物、C15-C40高碳烷烃和高碳烯烃的混合物、矿化剂、碱土金属化合物、含硅化合物、粘结剂、水等成型、干燥和焙烧制得。随着载体使用领域的不断扩展，低成本、多孔的氧化铝载体的制备显得尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法。
为解决技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以除钠剂和去离子水配制成酸液后，加入工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水清洗，获得低钠氢氧化铝粉；
所述除纳剂是次氯酸、草酸或硫酸中的一种或多种，其添加量占悬浮液总重量的1～5％；所述去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的100～200％；除钠后的低钠氢氧化铝粉中，Na2O含量≤0.12％；
(2)按低钠氢氧化铝粉质量的0.5～1％取烧结助剂，将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀；然后置于1100～1300℃下煅烧1～3h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体。
本发明中，所述步骤(1)中用去离子水清洗直至洗脱液的pH值≤8。
本发明中，所述步骤(2)中的烧结助剂是氟化铵、氟化铝等中的至少一种。
发明原理描述：
1、对于工业级氢氧化铝粉体，尽管宏观呈球形，但仍能观察到有很多片层结构组成。本发明利用除纳工艺可以降低氢氧化铝含钠量，改善固体-液体接触表面，使附着在表面的钠盐等杂质剥离，为后续烧结工艺提供表面活化的氢氧化铝颗粒。
2、工业级氢氧化铝粉体尺寸在50μm左右，本发明直接将除纳后大于50μm级氢氧化铝颗粒进行1100～1300℃煅烧，为催化剂负载反应提供较多活性位点，对于吸附也更加有利的；另一方面，利用热反应将片层结构打开，又利用助剂活化界面，发生相转变并使片层结构变小、胶凝，产生较大的孔隙微球，为催化剂的负载提供通道。煅烧后产品仍保持颗粒状不会粘结，因此无需研磨即可得到多孔氧化铝微球粉体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明原料较少，工艺简单，无需复杂的设备；
2、本发明操作方便，耗时短、能耗低、投资少，成本低；
3、本发明可以制备出充分满足负载催化剂实际需要的多孔氧化铝微球粉体，并且产品制备成本低，具有推广意义。
附图说明
图1为多孔氧化铝微球粉体照片。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实例中的多孔氧化铝微球粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以作为除钠剂的硫酸与去离子水配制成酸液，然后加入50g工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；控制除纳剂的添加量占悬浮液总重量的1％；去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的200％；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水反复清洗直至洗脱液的pH值≤8，获得除钠后的低钠氢氧化铝粉(其中的Na2O含量为0.10％)；
(2)按低钠氢氧化铝粉质量的1％称取作为烧结助剂的氟化铵，将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀；然后置于1200℃下煅烧2h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体(α相、粒径≥50μm)。
图1为本实施例所得产品的多孔氧化铝微球粉体照片。
实施例2
本实例中的多孔氧化铝微球粉体的制备方法，包括以下步骤：
(1)以作为除钠剂的草酸与去离子水配制成酸液，然后加入50g工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；控制除纳剂的添加量占悬浮液总重量的5％；去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的150％；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水反复清洗直至洗脱液的pH值≤8，获得除钠后的低钠氢氧化铝粉(其中的Na2O含量为0.12％)；
(2)按低钠氢氧化铝粉质量的0.5％称取作为烧结助剂的氟化铝，将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀；然后置于1300℃下煅烧1h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体(α相、粒径≥50μm)。
实施例3
(1)以作为除钠剂的次氯酸与去离子水配制成酸液，然后加入50g工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；控制除纳剂的添加量占悬浮液总重量的2％；去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的120％；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水反复清洗直至洗脱液的pH值≤8，获得除钠后的低钠氢氧化铝粉(其中的Na2O含量为0.08％)；
(2)各按低钠氢氧化铝粉质量的0.3％分别称取作为烧结助剂的氟化铵和氟化铝，将低钠氢氧化铝粉与两种烧结助剂混合均匀；然后置于1100℃下煅烧3h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体(α相、粒径≥50μm)。
实施例4
(1)以作为除钠剂的次氯酸、草酸与去离子水配制成酸液，然后加入50g工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；控制次氯酸和草酸除纳剂的添加量分别占悬浮液总重量的2％；去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的100％；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水反复清洗直至洗脱液的pH值≤8，获得除钠后的低钠氢氧化铝粉(其中的Na2O含量为0.07％)；
(2)按低钠氢氧化铝粉质量的0.6％称取作为烧结助剂的氟化铝，将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀；然后置于1200℃下煅烧1h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体(α相、粒径≥50μm)。

Claims (3)

1.一种多孔氧化铝微球粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)以除钠剂和去离子水配制成酸液后，加入工业氢氧化铝，搅拌均匀得到悬浮液；静置15分钟后过滤悬浮液，固体以去离子水清洗，获得低钠氢氧化铝粉；
所述除纳剂是次氯酸、草酸或硫酸中的一种或多种，其添加量占悬浮液总重量的1～5％；所述去离子水量加入量相当于工业氢氧化铝重量的100～200％；除钠后的低钠氢氧化铝粉中，Na2O含量≤0.12％；
(2)按低钠氢氧化铝粉质量的0.5～1％取烧结助剂，将低钠氢氧化铝粉与烧结助剂混合均匀；然后置于1100～1300℃下煅烧1～3h，冷却后得到多孔氧化铝微球粉体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中用去离子水清洗直至洗脱液的pH值≤8。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的烧结助剂是氟化铵、氟化铝中的至少一种。
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