CN111807322A - 一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法 - Google Patents

一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法，包括：a.取金属铝，与金属催化剂进行熔炼，所得合金铝与水反应，制取氢气；b.铝水反应后对料浆进行分离，将分离得到的悬浮料浆进行干燥，获得拟薄水铝石，任选地拟薄水铝石经过煅烧得到氧化铝；c.对分离料浆后的铝水反应残渣进行处理以便回收使用；本发明制得氢气的同时可以获得拟薄水铝石，进一步煅烧可得到α‑氧化铝；工艺简单，流程短、氢气制备条件易于实现；合金中催化剂镓、铟用量少，原料成本低且容易回收重复使用；本发明既可实现氢气生产的安全、环保、低成本、高效率，又能得到拟薄水铝石及氧化铝的高附加值产品，经济效益显著。

Description

一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法
技术领域
本发明属于氢气制备与氧化铝类产品高效获得与利用的技术领域。涉及一种金属铝的加工、铝水反应产氢并同时获得拟薄水铝石和/或氧化铝产品的方法。该制氢方法解决了氢能源领域氢气的制备、存储与运输瓶颈问题，制得的氢气可直接提供给加氢站；制氢同时联产的拟薄水铝石可作为催化剂载体的前驱体，也可作为制备氧化铝的原料。
背景技术
能源供应对于国家发展的各个阶段都是最重要的基础条件。我国的能源供应一直以化石燃料为主，占比达到80％以上，由此产生的二氧化硫和二氧化碳排放造成了严重的环境污染，成为影响现代工业可持续发展和人民生活水平提高的重要原因。因此，调整能源战略，开发清洁、高效、可持续发展的新能源成为当务之急。氢是元素周期表中最轻的元素，氢气与氧气反应的热值高，产物是水，不污染环境，而且在自然环境中储量丰富。因此，氢能被认为是最理想的终极能源。我国一直重视氢能利用，国家发改委、能源局发布了《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》，全力推进氢能产业化。
目前，国内外针对氢气的制备已经有比较成熟的技术，如电解水制氢、化石燃料重整制氢、铝基合金水解制氢等等。电解水制氢最早开发，距今已经有70年的历史，仍然在不断研究与进步。由于氢气的可压缩性差，质量轻，相对于氢气的制备，存储和运输是氢能发展和应用的瓶颈。为此，寻求新的制氢技术，解决氢气的长途运输与存储问题，成为该领域的研究热点。
铝是地壳中含量最高的金属元素，占地壳总重量的8.3％，在各类硅铝酸盐、氧化物或盐类中存在，来源十分丰富。单质铝属于活泼金属，能够与水反应产生氢气，同时生成铝的氢氧化物或氧化物，但由于产生的铝氧化物常以致密膜的形式出现，并包覆在金属铝表面，从而阻止了铝水反应的持续进行。早期，人们针对铝水反应氧化膜的问题，曾采用体系中加碱腐蚀氧化铝膜的方式，但易造成设备腐蚀。从金属学角度人们很早就认识到，少量低熔点金属可导致金属材料严重脆化并失效，但对于填加低熔点金属获得的铝合金与水反应制氢的技术是本世纪初才提出。首先是2007年美国的Woodall教授研究报道了利用Al和Ga形成的二元合金可在室温下与水反应，产生氢气。近十几年来，针对铝水反应制氢已经引起更多学者关注，该方法的主要优势是可以实现在线产氢，缓解了氢气的储运问题。但由于选取的合金元素主要是低熔点的镓，价格昂贵，回收工艺复杂，只能部分回收，因而氢气的制取成本高而限制了其实际应用。
为减少镓金属的用量，并提高性能，近几年，研究者们尝试了采用多种低熔点金属元素配伍，通过合金活化法改变Al的晶相结构，破坏Al晶胞间的联系，使Al表层氧化膜局部分化，最终达到活化Al的目的。如申请号为201410326082.9的专利，提供了一种用于制备氢气的铝基合金在常温下能够与水反应制氢的方法。该铝基合金由91wt％～95.5wt％的Al，3wt％～6wt％的低熔点金属及1.5wt％～3wt％的防氧化金属组成；低熔点金属为Ga、In和Sn；防氧化金属为Mg和Zn之一种或两种，其目的是减少镓的用量，降低成本。目前采用类似方法已经能够实现填加组分在铝合金中的质量分数降至3-5％。类似的研究成果多有报道。也有学者针对多种元素进行系统的比较研究，如中国科学技术大学杜邦登的博士论文(2018年)、北京理工大学硕士王传华(2015年)等，但随组分元素的多元共存所产生的交互效应，使得水解产物更加复杂，回收难度更大，仍然难以实际应用。
拟薄水铝石(AlOOH)又称胶态薄水铝石，是一种化工合成中催化剂的重要前驱体，是一类颗粒细小、结晶不完整、具有薄的褶皱片层的氢氧化铝，具有比表面高、孔容大等特点。拟薄水铝石目前的生产方法主要有碳化法、酸法和醇铝法。碳化法是规模生产的主要方法，是在偏铝酸钠溶液中调控通入二氧化碳的过程而生成的，该种工艺不可避免的使产品中保留难以去除的钠离子，影响了产品的利用范围。酸法主要指铝的强酸弱碱盐在加碱调节水解条件下制备的工艺方法，该方法能够大幅度降低钠离子含量，但是得到的产品拟薄水铝石中易产生其他杂相。而要想获得杂质含量更低的拟薄水铝石，现行的方法是采用高纯铝与醇反应首先制得醇铝产品，在此基础上进行水解制取。该方法中选用高纯的金属铝和有机溶剂，生产条件苛刻，成本居高不下。采用铝水反应制氢同时获得铝的氢氧化铝产品，往往是加入了更多的低熔点合金，在低温下反应，得不到拟薄水铝石产物。
近几年，围绕拟薄水铝石制备工艺的创新也取得显著进步。如专利201110021780，介绍了《一种高纯拟薄水铝石的制备方法》，采用纯度大于99.5％的金属铝，与C5-C8及正丁醇先制备出烷基铝，之后再水解制得拟薄水铝石。该方法中采用了较多碳有机溶剂作为烷基铝的制备原料。申请号为201510937351.X，给出了《一种纳米羟基氧化铝粉体的制备技术》，介绍了在氩气保护下，球磨铝粉、镓、铟、锡粉，并添加无机盐，获得铝基材料，在70℃水中反应24小时，获得氢气和AlOOH微球，再通过对微球的后续处理得到纳米羟基氧化铝。该方法中低熔点合金的用量达到4wt％，氯化钠用量超过5wt％。该方法在AlOOH微球的制备过程中，镓、铟、锡未能有效回收，混入到产品中，不仅造成产品成本高昂，同时产品中也含有大量杂质。上述的同类研究均存在成本高、低熔点合金用量大、难以回收、拟薄水铝石制备过程复杂等问题，因此难以产业化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种更加简便、低成本就能够达到铝水反应制氢并联产拟薄水铝石的方法。
为实现上述目的，一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法，采用如下技术方案：
a.取金属铝，与金属催化剂进行熔炼，其中所述金属催化剂为包含金属镓和金属铟的金属混合物，并且所述金属混合物中金属镓和金属铟的含量之和不小于85wt％，将熔炼所得混合镓铟催化剂后的合金铝与水进行水解反应，制取氢气；
b.对水解反应后的浆体进行分离，以分离出残余的金属后得到悬浮料浆，并对所得悬浮料浆进行干燥，获得拟薄水铝石；任选地，拟薄水铝石经过煅烧得到氧化铝；
c.任选地，对分离出的金属进行处理，回收其中的金属催化剂以便重复使用。
在本发明步骤a中，所述的金属铝可以是普通重熔用铝锭或高纯金属铝(如4N或5N铝)；所述金属催化剂中Ga:In金属质量比为74～84:16～26，比如可以为76～82:18～24或78～80:20～22，例如镓:铟＝78.9:21.1。在本发明中，所述金属催化剂中金属镓和金属铟的含量之和优选不小于90wt％、不小于95wt％、不小于99wt％，或者所述金属催化剂为由镓和铟所构成的合金催化剂。
熔炼制备合金铝时，可以采用金属的真空熔炼或惰性气体保护熔炼技术，在充分搅拌的条件下将金属铝与金属催化剂混合(催化剂可以作为整体加入或者其中各组分分别加入)进行铝锭制备，该技术为本领域所熟知，在此不再赘述。制得合金铝(或铝锭)中，镓铟的用量和为铝用量的1.5-0.01wt％，比如1.0wt％、0.5wt％、0.2wt％或0.1wt％。
熔炼获得的铝锭切割后与水进行水解反应，例如切割之粒径在1cm以下，比如0.2-1cm的颗粒，制取氢气，并收集，其中水可以是去离子水，有利于提高后续所得拟薄水铝石纯度；水解反应时水的温度可以为不低于85℃、不低于90℃，例如92℃、95℃、97℃或99℃、100℃的水反应，反应时水可以是接近沸腾的或沸腾的，或者可以适当提高反应体系的压力以提高反应温度，从而加快反应速度。由于水解温度较高、接近或处于沸点，反应产生的氢气与水蒸气混合共存，后续可以通过冷凝分离的方式回收水并循环使用，获得纯净的氢气。
在一种实施方式中，所述水解反应在加压下进行，例如在不低于0.2MPa、0.5MPa、1MPa、2MPa或更高的压力下进行水解反应，由于此时可以在更高的温度进行水解反应，比如不低于100℃、120℃、150℃、200℃或250℃或更高，加快了水解反应速度，不仅有利于获得高品质蒸汽用于回收热量，还有利于减少金属催化剂用量、提高拟薄水铝石产品纯度，一举多得。
本发明步骤b中，铝水反应结束所得反应体系中，由于本发明的水解反应所产生的氢氧化铝密度低、颗粒细呈悬浮状态，而残余金属(少量剩余金属铝和不反应的镓铟合金催化剂)则由于相对比重显著较大而容易聚于反应体系底部，因此可以顺利实现两者的分离，反应结束后可以适当降低体系温度然后再行分离，例如降低至70℃以下，或不安排专门的降温步骤而直接去分离步骤。具体的分离方式可以是直接抽取反应体系悬浮浆料，以便于底部的金属(残渣)分离或利用溢流原理使底部的金属留在反应体系而分离出比如中上部的悬浮浆料，或者优选地可以是旋流分离，例如在搅拌条件下进行旋流分离，分离出比重大残留金属，这里不再赘述。
对分离得到的拟薄水铝石浆体进行干燥，例如通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体，例如在常压下170℃-240℃，比如180、200、210或220℃进行喷雾干燥，或者在减压下适当降低温度进行喷雾干燥，可以得到基本纯相拟薄水铝石粉体，当然本领域技术人员也可以想到适当增大压力，同时本领域技术人员也可以理解，采用的原料铝纯度越高，获得的铝水解产物纯度越高，该拟薄水铝石无钠、无铁、无硫，可以作为高品质催化剂载体，或经进一步煅烧得到高纯氧化铝粉体的原料，可在多领域中应用。
在一种实施方式中，在分离后、喷雾干燥前，调节所述悬浮浆料的固含量为20-30wt％，比如22wt％、24wt％、26wt％或28wt％，例如可以对得到的悬浮浆料进行过滤得到滤饼，然后再向滤饼中加水打浆，不仅可以调控固含量以便更好地进行喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体，而且过滤还有利于滤除部分可能的杂质，比如可溶的杂质，提高拟薄水铝石粉体纯度。
本发明c中是对不参与水解反应的镓铟合金和剩余铝的回收与重复使用，对少量表面包覆的铝水解产物采用超声等方式水洗、分离，将剩余铝金属与镓铟合金回收，测试其含量，重复使用。
本发明采用普通重熔用铝锭或高纯铝(如4N或5N铝)为原料，配合更低用量鎵-铟合金作为催化剂，在与沸腾水反应条件下制取氢气的同时获得拟薄水铝石。研究发现，铝水反应产氢的制约因素是氧化铝薄膜对反应的阻碍，含有低熔点金属的铝合金在晶粒内部或晶界处存在低熔点金属，当铝合金达到低熔点金属的熔融态温度以上，熔融态金属具有强烈渗透性，尤其是镓的表面张力小，能在铝金属表面铺展和晶界处熔化、渗透，对其氧化铝的形成产生干扰，即使生成氧化铝膜也易出现裂隙或空洞，相对于无低熔点金属的结构存在明显的局域脆化和原子排列无序区，为铝水反应的进行提供了有利条件。另一方面，由于水是极性分子，在常温下多以弱分子间力结合的聚集态形式存在，随着水温升高，结合力减弱，小分子水的动能增加，特别是达到沸点时，传质能力增强，可显著缩短铝水反应诱导期，并促进金属铝表面生成的氢气快速扩散，使反应速率大幅度提升。事实上，由镓与铟形成的低熔点合金在低共熔组成及其附近，在较低温度下就能够呈熔融态，随温度升高，熔体粘度降低、表面张力减小，也更有利于对铝晶界和表面的润湿、元素迁移最终阻止铝的氧化。因此，本发明利用少量低熔点镓-铟合金做催化剂，通过提高反应温度(可以达到水的沸点)来实现铝水反应的快速、持续进行，大幅度降低了原料成本和回收难度。铝与沸水反应产物除氢气外，水解生成的产物为拟薄水铝石物相。以往我们的研究证实，铝与水反应时，60℃以下，以拜耳石与拟薄水铝石混晶方式存在，60℃以上则主要为拟薄水铝石物相。而本发明所述反应条件恰恰满足了铝水解产物拟薄水铝石结构的形成。
综上，本发明制得氢气的同时可以获得拟薄水铝石，进一步煅烧可得到α-氧化铝；工艺简单，流程短、氢气制备条件易于实现；合金中催化剂镓、铟用量少，原料成本低且容易回收重复使用；本发明既可实现氢气生产的安全、环保、低成本、高效率，又能得到比表面积大于290m2/g，孔容大于0.30ml/g的拟薄水铝石及氧化铝的高附加值产品，经济效益显著。
附图说明
图1为各实施例的拟薄水铝石的XRD图；
图2和3为实施例1的拟薄水铝石的SEM图；
图4为各实施例的氧化铝粉体的XRD图；
图5和6为实施例5的氧化铝的SEM图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不仅限于此。
以下实施例中各参数的测定方法/条件如下，其中如未特别说明，均为根据本领域常用方法测定：
比表面积、孔容、孔径：参见国家标准GB/T 19587-2017《气体吸附BET法测定固态物质比表面积》；
XRD：使用DX-2700x射线衍射仪；波长：
Figure BDA0002023301230000071
靶材：Cu-Kα辐射；管电压：40kV；管流：30mA。
实施例1
称取铝含量达到99.5wt％金属铝锭400g，另称取5.97g金属镓和铟(其中镓4.71g，铟1.25g)，置入加搅拌的中频真空熔炼炉中，在真空度为1.0～1.0×10-1Pa的条件下,800℃熔炼30min,期间一直搅拌，搅拌速度为300转/min，之后浇注于模具中，自然冷却后得到铝锭，对铝锭进行切割细化成0.2-1cm的颗粒，该铝锭中铝鎵铟质量比为：100:1.18:0.31，镓铟总量占合金中的1.47wt％；在加压反应釜中加入8L纯水，加热至95℃，搅拌下加入铝颗粒，继续加热使水沸腾；随着铝与水反应的进行，反应釜内气体压力升高，将气体导出过冷肼，分离除水分，收集氢气；铝水反应时间为1.0h，反应结束将料浆导出并冷却至60℃以下，在搅拌条件下通过旋流分离器与底部少量剩余金属残渣分离；分离得到的白色料浆,将料浆过滤得到滤饼，滤饼加水打浆，调至固含量为25wt％，通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体1；剩余的底部金属残渣先进行超声水洗，进一步分离水解产物，金属组分干燥回收。最后测试结果：氢气产率为98.9％；拟薄水铝石重量为878.2g，比表面积为293m2/g，孔容0.34(ml/g)；残渣量为8.26g。如将拟薄水铝石置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体1；剩余金属残渣为铝及镓铟的催化剂，经熔融后进一步循环利用；其中，拟薄水铝石1和氧化铝粉体1中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石1进行XRD检测，结果见图1；进行SEM检测，SEM图见图2和3；对所得拟薄水铝石1比表面积、孔容和孔径检测结果见2；对所得氧化铝粉体1进行XRD检测，结果见图4。
实施例2
称取铝含量达到99.9wt％金属铝锭400g，另称取0.04g金属镓和铟(其中镓0.0316g，铟0.0084g)，置入加搅拌的中频真空熔炼炉中，在真空度为1.0～1.0×10-1Pa的条件下，800℃熔炼30min,期间一直搅拌，搅拌速度为300转/min，之后浇注于模具中，自然冷却后得到铝锭，对铝锭进行切割细化成0.2-0.8cm的颗粒，该铝锭中铝鎵铟质量比为：100:0.0079:0.0021，镓铟占总金属质量的0.01wt％；在加压反应釜中加入8L纯水，加热至95℃，搅拌下加入铝颗粒，继续加热使水沸腾；随着铝与水反应的进行，反应釜内气体压力升高，将气体导出过冷肼，分离除水分，收集氢气；铝水反应时间为10h后反应结束，将白色料浆导出并在搅拌下通过旋流分离器与底部少量剩余金属残渣分离；分离得到的白色料浆，将料浆过滤得到滤饼，滤饼加水打浆，调至固含量为30wt％，通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体2；剩余的底部金属残渣先进行超声水洗，进一步分离水解产物，金属组分干燥回收，重新循环利用。最后测试结果：氢产率为91.5％；拟薄水铝石重量812.0g，比表面积为315m2/g，孔容0.35(ml/g)；残渣量34.0g。将拟薄水铝石置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体2；其中，拟薄水铝石2和氧化铝粉体2中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石2进行XRD检测，结果见图1；对所得拟薄水铝石2比表面积、孔容和孔径检测结果见表2；对所得氧化铝粉体2进行XRD检测，结果见图4。
实施例3
称取铝含量达到99.9wt％金属铝锭400g，另称取0.40g金属镓和铟(其中镓0.316g，铟0.084g)，置入加搅拌的中频真空熔炼炉中，在真空度为1.0～1.0×10-1Pa的条件下,800℃熔炼30min,期间一直搅拌，搅拌速度为300转/min，之后浇注于模具中，自然冷却后得到铝锭，对铝锭进行切割细化成0.5-1cm的颗粒，该铝锭中铝鎵铟质量比为：100:0.079:0.021，镓铟占总金属质量的0.1wt％；在加压反应釜中加入8L纯水，加热至95℃，搅拌下加入铝颗粒，继续加热使水沸腾；随着铝与水反应的进行，反应釜内气体压力升高，将气体导出过冷肼，分离除水分，收集氢气；铝水反应时间为5h后反应结束，将料浆导出并在搅拌下通过旋流分离器与底部少量剩余金属残渣分离；分离得到的白色料浆通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体3；剩余的底部金属残渣先进行超声水洗，进一步分离水解产物，经金属组分干燥回收循环利用。最后测试结果：氢产率为95.8％；拟薄水铝石重量843.0g，比表面积为321m2/g，孔容0.31(ml/g)；残渣量16.8g。将拟薄水铝石置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体3；其中，拟薄水铝石3和氧化铝粉体3中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石3进行XRD检测，结果见图1；对所得拟薄水铝石3比表面积、孔容和孔径检测结果见表2；对所得氧化铝粉体3进行XRD检测，结果见图4。
实施例4
称取铝含量达到99.9wt％金属铝锭400g，另称取0.8g金属镓和铟(其中镓0.632g，铟0.168g)，置入加搅拌的中频真空熔炼炉中，在真空度为1.0～1.0×10-1Pa的条件下,800℃熔炼30min,期间一直搅拌，搅拌速度为300转/min，之后浇注于模具中，自然冷却后得到铝锭，对铝锭进行切割细化成0.2-1cm的颗粒，该铝锭中铝鎵铟质量比为：100:0.158:0.042，镓铟占总金属质量的0.2wt％；在加压反应釜中加入8L纯水，加热至95℃，搅拌下加入铝颗粒，继续加热使水沸腾；随着铝与水反应的进行，反应釜内气体压力升高，将气体导出过冷肼，分离除水分，收集氢气；铝水反应时间为3h后反应结束，将料浆导出并在搅拌条件下通过旋流分离器与底部少量剩余金属残渣分离；分离得到的白色料浆，将料浆过滤得到滤饼，滤饼加水打浆，调至固含量为20wt％，通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体4；剩余的底部金属残渣先进行超声水洗，进一步分离水解产物，经金属组分干燥回收循环利用。最后测试结果：氢产率为98.2％；拟薄水铝石重量864g，比表面积为316m2/g，孔容0.36(ml/g)；残渣量7.2g。将拟薄水铝石置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体4；其中，拟薄水铝石4和氧化铝粉体4中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石4进行XRD检测，结果见图1；对所得拟薄水铝石4比表面积、孔容和孔径检测结果见表2；对所得氧化铝粉体4进行XRD检测，结果见图4。
实施例5
称取铝含量达到99.99wt％金属铝锭400g，另称取0.40g金属镓和铟(其中镓0.316g，铟0.084g)，置入加搅拌的氩气保护熔炼炉中，在1.1×105Pa的条件下,800℃熔炼30min,期间一直搅拌，搅拌速度为300转/min，之后浇注于模具中，自然冷却后得到铝锭，对铝锭进行切割细化成0.5-1cm的颗粒，该铝锭中铝鎵铟质量比为：100:0.079:0.021，镓铟占总金属质量的0.1wt％；在加压反应釜中加入8L纯水，加热至95℃，搅拌下加入铝颗粒，继续加热使水沸腾；随着铝与水反应的进行，反应釜内气体压力升高，将气体导出过冷肼，分离除水分，收集氢气；铝水反应时间为5h后反应结束，将料浆导出并冷却至60℃以下，在搅拌下通过旋流分离器与底部少量剩余金属残渣分离；分离得到的白色料浆通过喷雾干燥获得拟薄水铝石粉体5；剩余的底部金属残渣先进行超声水洗，进一步分离水解产物，经金属组分干燥回收循环利用。最后测试结果：氢产率为96.2％；拟薄水铝石重量846.0g，比表面积为318m2/g，孔容0.32(ml/g)；残渣量15.2g。将拟薄水铝石置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体5；其中，拟薄水铝石5和氧化铝粉体5中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石5进行XRD检测，结果见图1；对所得拟薄水铝石5比表面积、孔容和孔径检测结果见表2；对所得氧化铝粉体5进行XRD检测，结果见图4；对所得氧化铝粉体5进行SEM检测，SEM图见图5和6。
实施例6
与实施例2的配方相同，即铝锭中铝鎵铟质量比为：100:0.0079:0.0021，镓铟占总金属质量的0.01wt％；不同的是，水解反应是在加压下进行，其中反应压力约为0.9MPa,此时反应温度约为160℃。铝水反应时间为5.5h后反应结束，较实施例2的10h缩短了4.5h。后续悬浮浆料分离、喷雾干燥过程同实施例2。
最后测试结果：氢产率为92.6％；拟薄水铝石重量819.5g，比表面积为310m2/g，孔容0.33(ml/g)，孔径4.62nm；残渣量31.0g。将所得拟薄水铝石6置于高温炉中升温至1300℃，保温2h，可得到纯相α-Al2O3粉体6；其中，拟薄水铝石6和氧化铝粉体6中Al2O3含量见表1。
对所得拟薄水铝石6进行XRD检测，结果见图1；对所得拟薄水铝石6比表面积、孔容和孔径检测结果见表2；对所得氧化铝粉体6进行XRD检测，结果见图4。
表1拟薄水铝石与氧化铝粉体中Al2O3含量(wt％)
样品 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
拟薄水铝石 79.10 79.52 79.23 79.46 79.82 79.56
α-氧化铝 99.15 99.94 99.91 99.86 99.97 99.96
表2拟薄水铝石的比表面分析
样品 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
比表面积(m<sup>2</sup>/g) 293 315 321 316 318 10
孔容(ml/g) 0.34 0.35 0.31 0.36 0.32 0.33
孔径(nm) 4.23 4.68 4.34 4.89 4.77 4.62

Claims (9)

1.一种铝水反应制氢联产拟薄水铝石和/或氧化铝的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a.取金属铝，与金属催化剂进行熔炼，其中所述金属催化剂为包含金属镓和金属铟的金属混合物，并且所述金属混合物中金属镓和金属铟的含量之和不小于85wt％，将熔炼所得的混合镓铟催化剂后的合金铝与水进行水解反应，制取氢气；
b.对水解反应后的浆体进行分离，以分离出残余金属后得到悬浮料浆，并对所得悬浮料浆进行干燥，获得拟薄水铝石；任选地，拟薄水铝石经过煅烧得到氧化铝；
c.任选地，对分离出的残余金属进行处理，回收其中的金属催化剂以便重复使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属催化剂中金属Ga:In质量比为74～84:16～26，优选为76～82:18～24，并且所述金属催化剂中金属镓和金属铟的含量之和优选不小于90wt％，优选不小于95wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，熔炼制备合金铝时，镓与铟的用量之和为铝用量的1.5-0.01wt％。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，水解反应时水的温度不低于85℃，优选不低于90℃，进一步优选不低于95℃。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b中，通过旋流分离的方式对反应后浆体中的残余金属进行分离，以得到悬浮浆料。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b中，通过喷雾干燥的方式对分离得到的悬浮浆料进行干燥，得到拟薄水铝石粉体；优选地，喷雾干燥温度为170℃-240℃。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤b中，分离后调节所得悬浮浆料的固含量为20～30％。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，步骤a中，水解反应前，将熔炼所得合金铝分割，得到细化后合金铝碎块，以便进行水解反应。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述水解反应在加压下进行。
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