CN110963514A - 一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法 - Google Patents

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黄伟
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Abstract

本发明涉及一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法。采用酸化并流法，将硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐的一种或多种固体粉末配置成溶液，在适宜的PH、温度、搅拌转速及一定量的扩孔稳定剂的条件下，将所得溶液与碱性溶液及改性助剂反应，成胶，并对生成物进行老化、固液分离、洗涤、喷雾干燥，得到的大孔改性拟薄水铝石粉体，能有效的提高比表面积，增大孔容，生产工序简单，适合于连续生产，且生产原料易得，洗涤次数少，节水环保，比表面积大，且该拟薄水铝石制得的催化剂具有散热均匀，活性组份分布均匀，晶粒度高，耐热和稳定性强，不易结钠等特点。

Description

一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂制备技术领域，具体涉及一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法。
背景技术
拟薄水铝石作为氧化铝载体的重要原料，现有的制备方法有多种：
1、醇铝法：金属铝和高级醇（如正己醇、异丙醇等）进行反应形成醇铝，然后还原醛或酮转换为新的醇铝，该醇铝水解后，得到拟薄水铝石；
2、碳化法：以铝酸纳溶液和二氧化碳为原料，通过间歇或者连续法，定量、定PH进行反应，得到拟薄水铝石；
3、酸碱法：以铝盐和铝酸盐为原料，通过中和反应得到拟薄水铝石；
4、碱法：以铝酸盐和酸性物质为原料，中和反应制备得到拟薄水铝石。
以上四种方法制备的拟薄水铝石或存在工艺复杂，得到的拟薄水铝石孔径小，产量少，且污染环境，溶剂不易回收（醇铝法）；或反应过程中间控制量过于严苛，不利于连续生产（碳化法）；或制备的拟薄水铝石存在明显的硬团聚现象，反应条件范围较窄，且偏铝酸钠容易水解成三水铝石（碱法）；或制备的拟薄水铝石粒径小，产物中纳离子不易洗去，且需要大量水进行多次反复清洗。因此发明一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法,要求生产工序简单，适合于连续生产，且生产原料易得，洗涤次数少，节水环保，比表面积大，且该拟薄水铝石制得的催化剂具有散热均匀，活性组份分布均匀，晶粒度高，耐热和稳定性强，不易结钠等特点。
发明内容
本发明目的是针对现有的醇铝水解法、碱法（碳化法）制备的拟薄水铝石存在比表面积低、孔容小和孔径分布不理想的问题，发明一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法。
本发明主要使用酸化并流法，将硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐的一种或多种固体粉末配置成溶液，在适宜的PH、温度、搅拌转速及一定量的扩孔稳定剂的条件下，将所得溶液与碱性溶液及改性助剂反应，成胶，并对生成物进行老化、固液分离、洗涤、喷雾干燥，最终得到一种大孔改性拟薄水铝石粉体。
一般地，所述硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐的一种或多种固体粉末配置成的溶液，其浓度为15g/l至25g/l。
所述的改性助剂：为锆、镁、锰的前驱物或聚二乙醇等表面活性剂。
所述的配置的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁中的一种或多种，其配置后浓度为55g/l至95g/l。
所述的成胶步骤中，反应过程的PH控制在7.0-8.5之间，温度为40℃至65℃，搅拌转速为1450r/m。
所述的老化步骤中：老化温度为40℃至65℃，PH7.0至8.5，时间1h至1.5h。
所述的固液分离步骤中，选用板框滤机，箱式滤机，真空带式滤机中的一种或多种。
所述的洗涤步骤，次数为3至5次，洗涤温度为55℃至85℃，PH值7.0至8.0。
所述的喷雾干燥步骤，温度控制区间为95℃至115℃，时间为0.5h至1.5h。
本发明方法制备的大孔改性拟薄水铝石比表面积300㎡/g至400㎡/g，孔容为0.85-1.1cm3/g，孔径集中分布于5-15nm的大孔占比大于85%。
发明的有益效果
本发明方法制备的改性拟薄水铝石，其比表面积为300㎡/g至400㎡/g，大孔容为0.85-1.1cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于85%，有利于作为加氢或脱氢催化剂的内控扩散过程；经改性后，表面酸性下降，减少加氢反应的副产物，提高选择性。该制备方法，原料易得，洗涤工序简单，节水环保，且该大孔改性拟薄水铝石制得的催化剂具有散热均匀，活性组份分布均匀，晶粒度小，结晶度高，耐热和稳定性强等特点。
具体实施方式
以下实例在保证去离子水，过滤设备及干燥设备设置参数一致的情况下进行。
实施例1
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量16g/l，控制反应温度50℃，加入浓度55g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.1，加入助剂，成胶温度：45℃，进行老化，时间：1h，温度：40℃，PH：7.1，洗涤3次，温度：65℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：95℃，时间：1h。经分析得：比表面积334㎡/g，孔容0.86cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于85.4%。
实施例2
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量17g/l，控制反应温度50℃，加入浓度58g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.2，加入助剂，成胶温度：50℃，进行老化，时间：1.2h，温度：45℃，PH：7.0，洗涤3次，温度：60℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：105℃，时间：1h。经分析得：比表面积314㎡/g，孔容0.85cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于86.8%。
实施例3
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量19g/l，控制反应温度55℃，加入浓度62g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.0，加入助剂，成胶温度：55℃，进行老化，时间：1.0h，温度：55℃，PH：7.0，洗涤4次，温度：55℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：100℃，时间：1.2h。经分析得：比表面积344㎡/g，孔容0.89cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于87.2%。
实施例4
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量20g/l，控制反应温度50℃，加入浓度60g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.0，加入助剂，成胶温度：45℃，进行老化，时间：1.0h，温度：50℃，PH：7.0，洗涤3次，温度：50℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：115℃，时间：1.0h，经分析得：比表面积积356㎡/g，孔容0.92cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于89.1%。
实施例5
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量22g/l，控制反应温度55℃，加入浓度70g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.3，加入助剂，成胶温度：50℃，进行老化，时间：1.0h，温度：55℃，PH：7.0，洗涤4次，温度：55℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：115℃，时间：1.0h。 经分析得：比表面积324㎡/g，孔容0.85cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于85.9%。
实施例6
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量25g/l，控制反应温度45℃，加入浓度70g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.0，加入助剂，成胶温度：45℃，进行老化，时间：1.2h，温度：45℃，PH：7.0，洗涤3次，温度：45℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：110℃，时间：1.2h。经分析得：比表面积积331㎡/g，孔容0.85cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于88.7%。
实施例7
称取适量按一定比例混合的硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐种固体粉末，铝含量20g/l，控制反应温度55℃，加入浓度80g/l的碱溶液，搅拌转速：1450r/m，保证PH：7.1，加入助剂，成胶温度：55℃，进行老化，时间：1.0h，温度：55℃，PH：7.0，洗涤3次，温度：55℃，过滤后，进入喷雾干燥，温度：110℃，时间：1.0h，经分析得：比表面积积348㎡/g，孔容0.88cm3/g，集中分布于5-15nm的大孔径占比大于87%。

Claims (10)

1.一种大孔改性拟薄水铝石的制备方法，其特征在于：所述的制备步骤为：将硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐的一种或多种固体粉末配置成溶液，通过调节PH、温度、搅拌转速、加入扩孔稳定剂的条件下，将所得溶液与碱性溶液及改性助剂反应，成胶，并对生成物进行老化、固液分离、洗涤、喷雾干燥，得到大孔改性拟薄水铝石粉体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硫酸盐、偏铝酸盐、硝酸盐的一种或多种固体粉末配置成的溶液，其浓度为15g/l至25g/l。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的改性助剂：为锆、镁、锰的前驱物或聚二乙醇表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁中的一种或多种，浓度为55g/l至95g/l。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的成胶步骤中，反应过程的PH控制在7.0-8.5之间，温度为40℃至65℃，搅拌转速为1450r/m。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的老化步骤中：老化温度为40℃至65℃，PH7.0至8.5，时间1h至1.5h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的固液分离步骤中，选用板框滤机，箱式滤机，真空带式滤机中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的洗涤步骤，洗涤次数为3至5次，洗涤温度为55℃至85℃，PH值7.0至8.0。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的喷雾干燥步骤，温度控制区间为95℃至115℃，时间为0.5h至1.5h。
10.根据权利要求1-9任一所述制备方法制备的大孔改性拟薄水铝石，其特征在于，拟薄水铝石比表面积300㎡/g至400㎡/g，孔容为0.85-1.1cm3/g，孔径集中分布于5-15nm的大孔占比大于85%。
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