CN112340742B - 一种大孔高纯硅铝胶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及硅铝胶制备领域，公开了一种大孔高纯硅铝胶及其制备方法。本发明生产的大孔高纯硅铝胶，Al2O3所占质量分数可达9%，SiO2所占质量分数可达95%，孔容积可达1.2ml/g，Na2O所占质量分数≤0.1%，CaO所占质量分数≤0.05%，MgO所占质量分数≤0.03%。大孔高纯硅铝胶的制备方法包括配制铝盐的酸溶液、配制泡花碱的水溶液、溶胶凝胶反应、第一次助剂浸泡、用酸性物浸泡、第一次水洗、第二次助剂浸泡、第一次烘干、第三次助剂浸泡、第二次水洗及第二次烘干等十一个生产步骤，本发明的大孔高纯硅铝胶孔容和比表面积大，配位铝和键合铝含量高，金属杂质含量低，纯度高，骨架结构稳定，产品质量好，应用领域广泛。

Description

一种大孔高纯硅铝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅铝胶制备领域，具体涉及一种大孔高纯硅铝胶及其制备方法。
背景技术
硅铝胶是一种含有氧化铝的硅胶，化学分子式mSiO2·nAl2O3·xH2O，其化学性质稳定、不燃烧、不溶于任何溶剂，主要用于石油化工行业的催化剂和催化剂载体，工业上还用于干燥剂、液体吸附剂和气体分离等。
现有技术中硅铝胶的制备方法，主要有三种：（1）溶胶凝胶法加铝盐，这种方法得到的硅铝胶中硅氧铝化学键配位键稳定、骨架结构稳定、产品强度高，稳定的骨架结构有利于孔结构的调整与催化剂的负载，但这种方法在溶胶和凝胶的过程中溶液控制不均匀，不能形成均一的溶液，多数为悬浊液或乳浊液，从而影响硅氧铝配位的活性，导致产品的均匀性不好；（2）采用模板剂法制备硅铝胶，需要增加模板剂去除工序，该工序复杂，在去除模板剂的高温煅烧过程中影响骨架强度、孔结构、配位键断裂和杂质含量的问题，并且模板剂法还存在环保处理难和成本高的问题；（3）碳化法利用铝盐和含硅化合物与二氧化碳反应凝胶，凝胶过程通过pH摆动法，摆动过程中引入硅源，该方法得到的硅铝胶孔容孔径较小，需要扩孔，扩孔后的骨架强度和比表面积都会下降，硅氧铝配位键被破坏，导致其在应用领域中受到一定的限制。
中国专利CN106587085A公开了一种大孔硅铝胶的制备方法，将薄水铝石打浆后加入硅溶胶，控制pH值在3-5并保温后加入碱调节浆液pH值在9-10得到硅铝凝胶，烘干后得到大孔硅铝胶；该方法反应过程受搅拌均匀度、原料薄水铝石打浆、pH值均匀度的限制，反应过程不能得到均匀的硅铝凝胶，硅氧铝化学配位键含量低，并且得到的大孔硅铝胶强度低，其在使用领域上受到了限制。中国专利CN1765742A公开了一种碳化法制备无定型硅铝胶的方法，铝酸钠溶液和含硅化合物溶液混合，通入二氧化碳气体通过控制pH值成胶，过滤洗涤干燥后得到产品；该方法的制备成本低，得到的无定型硅铝胶具有大的比表面积和孔容，可作为催化裂化加氢裂化催化剂载体，虽然该方法反应过程初期得到的硅铝溶胶较均匀，随着后期凝胶过程的进行，产品均匀度下降，配位键复杂不可控，且得到的产品强度低，应用领域受限。中国专利CN108046280A公开了一种硅铝胶的制备方法，采用铝盐和酸碱共同溶胶凝胶反应，反应均匀骨架结构稳定，得到的硅铝胶孔结构和铝含量可控，但该方法生产的硅铝胶中较高反应活性的配位铝和键合铝含量低，且硅铝胶金属离子等杂质含量高不利于高端领域的应用。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种大孔高纯硅铝胶及其制备方法，其技术方案如下：
一种大孔高纯硅铝胶，所述大孔高纯硅铝胶之中，配位活化铝以Al2O3计所占质量分数为0.5%-5%，键合铝以Al2O3计所占质量分数为0.5%-5%，Al2O3所占质量分数为3%-9%，SiO2所占质量分数为75%-95%。
所述大孔高纯硅铝胶的孔容积为0.8-1.2ml/g，吸附孔径为80-140埃，脱附孔径为70-120埃，比表面积为280-420㎡/g。
所述大孔高纯硅铝胶之中，Na2O所占质量分数≤0.1%，CaO所占质量分数≤0.05%，MgO所占质量分数≤0.03%。
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为0.5%-15%，原料酸质量浓度为3%-35%；所述铝盐为硝酸铝、草酸铝、硫酸铝、硅酸铝、氯化铝中的一种或几种；所述原料酸采用无机酸，其为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或两种；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为2%-20%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:(1.5-5)在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度20-48℃，反应压力控制在0.1-0.55Mpa，溶胶及凝胶pH值为5-9；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:(0.5-2)；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为盐酸、硫酸、硝酸、硫酸铝、草酸、醋酸、EDTA、EDTA二钠、柠檬酸中的一种或几种，其质量浓度为0.05%-8%，浸泡温度为25-85℃，浸泡时间为0.5-12h，浸泡浴比为1:(0.5-2)；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:(0.5-2)，水洗水电阻率≥2000Ω·cm，水洗温度为25-90℃，水洗终点时凝胶pH值为5-7，水洗时间为5-40h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:(0.5-2)；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为80-180℃，烘干时间为10-48h，烘干相对湿度为5%-90%，烘干物料固含量为50%-100%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:(0.5-2)；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:(0.5-2)，水洗水电阻率≥2000Ω·cm，水洗温度为25-70℃，水洗终点时凝胶pH值为5-9，水洗时间5-40h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为100-700℃，烘干时间为5-40h，烘干相对湿度为5%-90%，烘干物料固含量为50%-100%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
所述生产步骤（3）溶胶凝胶反应所得凝胶的成球距离为1-3m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为6.0-9.0，接收器中水的温度为20-40℃。
所述生产步骤（4）第一次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.1％-1％，浸泡温度为50-90℃，浸泡时间为4-12h；所述生产步骤（7）第二次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.05%-2.5%，浸泡温度为40-90℃，浸泡时间为4-20h；所述生产步骤（9）第三次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.2%-2.8%，浸泡温度为30-60℃，浸泡时间为2-12h。
所述生产步骤（5）酸性物为硫酸和硫酸铝组成的混合酸，其质量浓度为0.1％-5％，浸泡温度为30-60℃，浸泡时间为2-8h。
所述生产步骤（6）第一次水洗时水洗水电阻率≥5000Ω·cm，水洗温度为30-80℃，水洗终点时凝胶pH值为5.0-6.5，水洗时间6-24h；所述生产步骤（10）第二次水洗时水洗水电阻率≥5000Ω·cm，水洗温度为30-60℃，水洗终点时凝胶pH值为5-8，水洗时间6-24h。
所述生产步骤（8）第一次烘干温度为80-160℃，烘干时间为12-36h，烘干相对湿度为15%-90%，烘干物料固含量为50%-90%。
所述生产步骤（11）第二次烘干温度为110-650℃，烘干时间为10-36h，烘干相对湿度为10%-80%，烘干物料固含量为70%-100%。
与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：
1.本发明的大孔高纯硅铝胶孔容大，比表面积大，配位铝和键合铝含量高，金属离子等杂质含量低，纯度高，硅铝比调节范围宽，骨架结构和孔结构稳定，强度均匀，抗压强度高，产品质量好，可以广泛用于石化产品加氢催化剂、重油裂解催化剂制备、油气分离脱水除杂、分子筛制备等领域。
2.本发明的大孔高纯硅铝胶杂质含量低，不会对下游领域应用带来污染且能显著降低下游应用领域环保处理的成本压力，是一种绿色环保生产工艺的原料。
3.本发明制备工艺简单，流程合理，操作方便，易于实现产业化。本发明以泡花碱为硅源，以铝盐为铝源，铝盐先溶解到原料酸中，在溶胶和凝胶反应过程中，由于铝盐配制到了原料酸中，能够与原料酸完全混溶并形成均一的透明或半透明液体，其与泡花碱反应可以形成均匀凝胶，反应过程中保证了硅铝胶的反应均匀度和配位活化铝键合效果；在第一次助剂浸泡及用酸性物浸泡的作用下，进一步稳定硅铝胶的骨架结构、孔结构，促进四配位活化铝、六配位活化铝的形成，以提高硅铝胶的质量稳定性；经过第一次水洗及第二次助剂浸泡，将低吸附和低活性的微孔以及小孔处理掉，从而得到更大的孔容积同时固化配位活化铝化学键稳定状态，提高孔容积的同时稳定骨架结构；经过第三次助剂浸泡可以稳定不同配位铝，第二次水洗可将反应过程中的副产物硫酸钠、多余的铝盐和原料中带来的钙盐、镁盐、铁盐等杂质处理掉，进一步提高产品的纯度；烘干是为了去除硅铝胶中的水分，稳定配位活化铝骨架结构，从而得到干燥的颗粒。
4.采用电阻率大的水洗水进行水洗，处理效果更好；操作时通过pH值判断水洗终点，其判断容易，控制方便。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例描述的铝盐、原料酸、泡花碱、助剂、酸性物等原料均来源于市售产品，这些产品在市场上很容易买到，主要通过测试其有效成分纯度判断原料质量。硅铝胶成品检测主要参照《微球硅胶》行业标准HG/T2765.3-2005执行。
实施例1
一种大孔高纯硅铝胶，其中：配位活化铝以Al2O3计所占质量分数为5%，键合铝以Al2O3计所占质量分数为5%，Al2O3所占质量分数为9%，SiO2所占质量分数为95%；孔容积为1.2ml/g，吸附孔径为140埃，脱附孔径为120埃，比表面积为420㎡/g；Na2O所占质量分数为0.07%，CaO所占质量分数为0.02%，MgO所占质量分数为0.01%。
实施例2
一种大孔高纯硅铝胶，其中：配位活化铝以Al2O3计所占质量分数为0.5%，键合铝以Al2O3计所占质量分数为0.5%，Al2O3所占质量分数为3%，SiO2所占质量分数为75%；孔容积为0.8ml/g，吸附孔径为80埃，脱附孔径为70埃，比表面积为280㎡/g；Na2O所占质量分数为0.1%，CaO所占质量分数为0.05%，MgO所占质量分数为0.03%。
实施例3
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为0.5%，原料酸质量浓度为3%；所述铝盐为硝酸铝、草酸铝、硫酸铝、硅酸铝及氯化铝的混合铝盐；所述原料酸为硫酸、盐酸及硝酸的混合酸；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为2%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:1.5在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度20℃，反应压力控制在0.1Mpa，溶胶及凝胶pH值为5；所得凝胶的成球距离为1m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为6.0，接收器中水的温度为20℃；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵及碳酸氢铵的混合物，其质量浓度为0.001%，浸泡温度为30℃，浸泡时间为1h，浸泡浴比为1:0.5；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为盐酸、硫酸、硝酸、硫酸铝、草酸、醋酸、EDTA、EDTA二钠及柠檬酸的混合物，其质量浓度为0.05%，浸泡温度为25℃，浸泡时间为0.5h，浸泡浴比为1:0.5；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:0.5，水洗水电阻率为2000Ω·cm，水洗温度为25℃，水洗终点时凝胶pH值为5，水洗时间为5h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵及碳酸氢铵的混合物，其质量浓度为0.001%，浸泡温度为30℃，浸泡时间为1h，浸泡浴比为1:0.5；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为80℃，烘干时间为10h，烘干相对湿度为5%，烘干物料固含量为50%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵及碳酸氢铵的混合物，其质量浓度为0.001%，浸泡温度为30℃，浸泡时间为1h，浸泡浴比为1:0.5；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:0.5，水洗水电阻率为2000Ω·cm，水洗温度为25℃，水洗终点时凝胶pH值为5，水洗时间5h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为5h，烘干相对湿度为5%，烘干物料固含量为50%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
实施例4
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为15%，原料酸质量浓度为35%；所述铝盐为硝酸铝；所述原料酸为硫酸；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为20%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:5在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度48℃，反应压力控制在0.55Mpa，溶胶及凝胶pH值为9；所得凝胶的成球距离为3m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为9.0，接收器中水的温度为40℃；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氨水，其质量浓度为3%，浸泡温度为90℃，浸泡时间为24h，浸泡浴比为1:2；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为盐酸，其质量浓度为8%，浸泡温度为85℃，浸泡时间为12h，浸泡浴比为1:2；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:2，水洗水电阻率为3000Ω·cm，水洗温度为90℃，水洗终点时凝胶pH值为7，水洗时间为40h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氨水，其质量浓度为3%，浸泡温度为90℃，浸泡时间为24h，浸泡浴比为1:2；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为180℃，烘干时间为48h，烘干相对湿度为90%，烘干物料固含量为100%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氨水，其质量浓度为3%，浸泡温度为90℃，浸泡时间为24h，浸泡浴比为1:2；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:2，水洗水电阻率为3000Ω·cm，水洗温度为70℃，水洗终点时凝胶pH值为9，水洗时间40h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为700℃，烘干时间为40h，烘干相对湿度为90%，烘干物料固含量为100%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
实施例5
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为8.5%，原料酸质量浓度为14%；所述铝盐为草酸铝；所述原料酸为盐酸；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为12%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:2.5在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度34℃，反应压力控制在0.38Mpa，溶胶及凝胶pH值为7.5；所得凝胶的成球距离为2.3m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为8.5，接收器中水的温度为25℃；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氢氧化钠，其质量浓度为0.1%，浸泡温度为75℃，浸泡时间为12h，浸泡浴比为1:0.8；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为硫酸，其质量浓度为1.5%，浸泡温度为30℃，浸泡时间为4h，浸泡浴比为1:0.8；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:0.8，水洗水电阻率为4000Ω·cm，水洗温度为40℃，水洗终点时凝胶pH值为5.8，水洗时间为6h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氢氧化钠，其质量浓度为0.2%，浸泡温度为80℃，浸泡时间为6h，浸泡浴比为1:0.8；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为22h，烘干相对湿度为30%，烘干物料固含量为90%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氢氧化钠，其质量浓度为0.8%，浸泡温度为40℃，浸泡时间为8h，浸泡浴比为1:0.8；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:0.8，水洗水电阻率为8000Ω·cm，水洗温度为40℃，水洗终点时凝胶pH值为6.8，水洗时间12h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为400℃，烘干时间为8h，烘干相对湿度为15%，烘干物料固含量为70%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
实施例6
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为5%，原料酸质量浓度为22%；所述铝盐为硫酸铝；所述原料酸为硝酸；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为8%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:3.2在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度25℃，反应压力控制在0.25Mpa，溶胶及凝胶pH值为6.2；所得凝胶的成球距离为1.5m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为7.5，接收器中水的温度为30℃；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氯化铵，其质量浓度为1%，浸泡温度为50℃，浸泡时间为4h，浸泡浴比为1:1.3；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为硝酸，其质量浓度为0.1%，浸泡温度为60℃，浸泡时间为2h，浸泡浴比为1:1.2；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:1.2，水洗水电阻率为5000Ω·cm，水洗温度为30℃，水洗终点时凝胶pH值为6.5，水洗时间为24h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氯化铵，其质量浓度为0.05%，浸泡温度为40℃，浸泡时间为4h，浸泡浴比为1:1.2；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为160℃，烘干时间为12h，烘干相对湿度为15%，烘干物料固含量为65%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氯化铵，其质量浓度为0.2%，浸泡温度为60℃，浸泡时间为2h，浸泡浴比为1:1.2；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:1.2，水洗水电阻率为5000Ω·cm，水洗温度为30℃，水洗终点时凝胶pH值为8，水洗时间6h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为10h，烘干相对湿度为10%，烘干物料固含量为80%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
实施例7
一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为12%，原料酸质量浓度为30%；所述铝盐为硅酸铝；所述原料酸为硫酸；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为16%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:4.5在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应温度40℃，反应压力控制在0.46Mpa，溶胶及凝胶pH值为8.3；所得凝胶的成球距离为2m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为6.5，接收器中水的温度为35℃；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为碳酸铵，其质量浓度为2%，浸泡温度为62℃，浸泡时间为18h，浸泡浴比为1:1.6；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为硫酸铝，其质量浓度为5%，浸泡温度为70℃，浸泡时间为8h，浸泡浴比为1:1.6；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:1.6，水洗水电阻率为6000Ω·cm，水洗温度为80℃，水洗终点时凝胶pH值为5.4，水洗时间为12h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为碳酸铵，其质量浓度为2.5%，浸泡温度为60℃，浸泡时间为20h，浸泡浴比为1:1.6；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为36h，烘干相对湿度为60%，烘干物料固含量为80%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为碳酸铵，其质量浓度为2.8%，浸泡温度为75℃，浸泡时间为12h，浸泡浴比为1:1.6；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:1.6，水洗水电阻率为6500Ω·cm，水洗温度为60℃，水洗终点时凝胶pH值为7.5，水洗时间24h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为650℃，烘干时间为36h，烘干相对湿度为80%，烘干物料固含量为90%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
通过对实施例3-7制备的大孔高纯硅铝胶进行随机检测得知：配位活化铝以Al2O3计所占质量分数为1.5%，键合铝以Al2O3计所占质量分数为2.2%，Al2O3所占质量分数为3.8%，SiO2所占质量分数为89.6％，孔容为0.82ml/g，比表面积为406㎡/g，吸附孔径为85埃，脱附孔径为78埃，Na2O所占质量分数为0.08%，CaO所占质量分数为0.041%，MgO所占质量分数为0.025%。

Claims (7)

1.一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于：
所述大孔高纯硅铝胶之中，以Al2O3计的配位活化铝所占质量分数为0.5%-5%，以Al2O3计的键合铝所占质量分数为0.5%-5%，Al2O3所占质量分数为3%-9%，SiO2所占质量分数为75%-95%；所述大孔高纯硅铝胶的孔容积为0.8-1.2ml/g，吸附孔径为80-140埃，脱附孔径为70-120埃，比表面积为280-420㎡/g；所述大孔高纯硅铝胶之中，Na2O所占质量分数≤0.1%，CaO所占质量分数≤0.05%，MgO所占质量分数≤0.03%；
所述大孔高纯硅铝胶的制备方法包括以下生产步骤：
（1）配制铝盐的酸溶液：将铝盐溶解到原料酸中，配成铝盐的酸溶液，其中：铝盐质量浓度为0.5%-15%，原料酸质量浓度为3%-35%；所述铝盐为硝酸铝、草酸铝、硫酸铝、硅酸铝、氯化铝中的一种或几种；所述原料酸采用无机酸，其为硫酸、盐酸、硝酸中的一种或两种；
（2）配制泡花碱的水溶液：将泡花碱配成以二氧化硅计的质量浓度为2%-20%的水溶液；
（3）溶胶凝胶反应：将步骤（1）所得铝盐的酸溶液与步骤（2）所得泡花碱的水溶液按体积比1:1.5-5在混合反应器内混合并进行溶胶凝胶反应，反应压力温度20-48℃，反应压力控制在0.1-0.55Mpa，溶胶及凝胶pH值为5-9；
（4）第一次助剂浸泡：将步骤（3）所得凝胶进行第一次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:0.5-2；
（5）用酸性物浸泡：将步骤（4）所得凝胶用酸性物浸泡；所述酸性物为盐酸、硫酸、硝酸、硫酸铝、草酸、醋酸、EDTA、EDTA二钠、柠檬酸中的一种或几种，其质量浓度为0.05%-8%，浸泡温度为25-85℃，浸泡时间为0.5-12h，浸泡浴比为1:0.5-2；
（6）第一次水洗：将步骤（5）所得凝胶进行第一次水洗，水洗浴比为1:0.5-2，水洗水比电阻≥2000Ω.cm，水洗温度为25-90℃，水洗终点时凝胶pH值为5-7，水洗时间为5-40h；
（7）第二次助剂浸泡：将步骤（6）所得凝胶进行第二次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:0.5-2；
（8）第一次烘干：将步骤（7）所得凝胶进行第一次烘干，烘干温度为80-180℃，烘干时间为10-48h，烘干相对湿度为5%-90%，烘干物料固含量为50%-100%；
（9）第三次助剂浸泡：将步骤（8）所得凝胶进行第三次助剂浸泡；所述助剂为氨水、氢氧化钠、氯化铵、碳酸铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵中的一种或几种，其质量浓度为0.001%-3%，浸泡温度为30-90℃，浸泡时间为1-24h，浸泡浴比为1:0.5-2；
（10）第二次水洗：将步骤（9）所得凝胶进行第二次水洗，水洗浴比为1:0.5-2，水洗水比电阻≥2000Ω.cm，水洗温度为25-70℃，水洗终点时凝胶pH值为5-9，水洗时间5-40h；
（11）第二次烘干：将步骤（10）所得凝胶进行第二次烘干，烘干温度为100-700℃，烘干时间为5-40h，烘干相对湿度为5%-90%，烘干物料固含量为50%-100%；经过第二次烘干，得大孔高纯硅铝胶。
2.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（3）溶胶凝胶反应所得凝胶的成球距离为1-3m，并在接收器中进行缓冲，接收器中水的pH值为6.0-9.0，接收器中水的温度为20-40℃。
3.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（4）第一次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.1％-1％，浸泡温度为50-90℃，浸泡时间为4-12h；所述生产步骤（7）第二次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.05%-2.5%，浸泡温度为40-90℃，浸泡时间为4-20h；所述生产步骤（9）第三次助剂浸泡时助剂的质量浓度为0.2%-2.8%，浸泡温度为30-60℃，浸泡时间为2-12h。
4.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（5）酸性物为硫酸和硫酸铝组成的混合酸，其质量浓度为0.1％-5％，浸泡温度为30-60℃，浸泡时间为2-8h。
5.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（6）第一次水洗时水洗水比电阻≥5000Ω.cm，水洗温度为30-80℃，水洗终点时凝胶pH值为5.0-6.5，水洗时间6-24h；所述生产步骤（10）第二次水洗时水洗水比电阻≥5000Ω.cm，水洗温度为30-60℃，水洗终点时凝胶pH值为5-8，水洗时间6-24h。
6.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（8）第一次烘干温度为80-160℃，烘干时间为12-36h，烘干相对湿度为15%-90%，烘干物料固含量为50%-90%。
7.根据权利要求1所述的一种大孔高纯硅铝胶的制备方法，其特征在于，所述生产步骤（11）第二次烘干温度为110-650℃，烘干时间为10-36h，烘干相对湿度为10%-80%，烘干物料固含量为70%-100%。
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