CN115259195B - 一种提高活性氧化铝孔径分布的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,涉及氧化铝技术领域,包括以下步骤:(1)得到改性剂;(2)得到辅料;(3)形成氧化铝溶胶;(4)将改性剂和辅料添加到氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至50-55℃,保温搅拌30-35min,然后静置3-5小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可;本发明方法能够有效的提高活性氧化铝的孔径分布,获得孔径更大的活性氧化铝,从而能够显著的改善提高了制备得到的活性氧化铝在工业应用中的领域。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝技术领域,特别是一种提高活性氧化铝孔径分布的方法。
背景技术
在催化剂中使用氧化铝的通常专称为活性氧化铝,它是一种多孔性、高分散度的固体材料,有很大的表面积,其微孔表面具备催化作用所要求的特性,如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等,所以广泛地被用作化学反应的催化剂和催化剂载体。
现有技术,申请号2020116221870,本发明公开了一种小孔活性氧化铝粉的制备方法,包括以下步骤:1)将氢氧化铝粉末和氢氧化钠溶液混合,加压至0.1-0.4MPa,升温至115-140℃,反应2-6h,制得偏铝酸钠溶液;2)按体积比为1:(1.2-2)将步骤1)所得偏铝酸钠溶液与硫酸铝溶液并流加入到搅拌反应釜中,升温至40-65℃,开始反应,再加入偏铝酸钠溶液控制反应液pH为9.5-10.5,反应完毕后升温至75-90℃,静置老化;3)对步骤2)产物进行洗涤、干燥、粉碎,即得。本发明方法制备的小孔活性氧化铝粉的孔径为7-10nm,比表面积为270-310m2/g,孔容为0.6-0.75mL/g,杂晶、杂质离子含量低,用作制备加氢催化剂载体,可使催化剂具有高活性和高选择性,有效提高加氢效率”,然而,其制备的氧化铝孔径较小,导致其卸载能力较弱,限制了其在催化剂领域中的应用。
因此,需要对现有技术进行进一步的改善。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下:
一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至40-45℃,保温20-30min,然后再添加乙二胺,搅拌15-20min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应3-4小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌10-15min,然后调节反应温度至50-55℃,继续搅拌反应20-23小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗10-18min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌30-40min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至50-55℃,保温搅拌30-35min,然后静置3-5小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可。
作为进一步的技术方案:步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:100-120mL:1-2g:350-400mL。
作为进一步的技术方案:所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为2-3g:150-180mL。
作为进一步的技术方案:步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为55-60℃,真空干燥的时间为2-3小时。
作为进一步的技术方案:所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合10-12:3-5:6-9:3-6:4-5;
所述的真空干燥温度为45-50℃,真空干燥的时间为3-5小时。
作为进一步的技术方案:步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1-1.2:0.1。
作为进一步的技术方案:步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为1.5-2:4-6:30。
作为进一步的技术方案:步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2-2.5。
作为进一步的技术方案:所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为80-85℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至82-85℃,保温搅拌3-4小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至88-90℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为20-25:3:12:1。
作为进一步的技术方案:步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为1-2:3-5;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
在工业应用中,具有孔径分布的活性氧化铝不仅要具有一定的比表面积,还要具有合适的抗压强度,抗压强度过低会影响其的使用寿命。
本发明制备的活性氧化铝的抗压强度得到大幅度的提高,主要通过分段式煅烧处理,不仅能够改善活性氧化铝内部的孔隙结构,同时,能够有效的增强活性氧化铝的抗压强度,从而提高活性氧化铝在工业应用中的应用领域。
在常规的煅烧处理,虽然能够在活性氧化铝内产生一定的孔隙结构,但是在焙烧过程中材料受热生成的气体,会由于气体的冲击作用使得氧化铝颗粒之间不易形成,对活性氧化铝稳定性产生一定的影响,会产生较多的裂纹和应力集中点,最终引起活性氧化铝的抗压强度降低,因此,本发明在现有技术的基础上,进行工艺改进,通过采用分段式煅烧处理来改善现有弊端,能够有效的降低了气体冲击作用,显著的改善了活性氧化铝的稳定性,减少了裂纹和应力点的形成,从而提高了活性氧化铝的抗压强度。
常规活性氧化铝制备后形成的孔分布都相对较窄,本申请通过在活性氧化铝制备过程中通过引入改性剂以及辅料的配合作用,结合分段式煅烧处理对活性氧化铝的孔分布具有较为显著的影响,能够有效的的改善活性氧化铝的孔径分布,能够有效的促进活性氧化铝的孔直径增大,具有适宜的比表面积,从而能够较好的保持氧化铝的活性。
通过改性剂与辅料的引入能抑制焙烧过程中氧化铝颗粒之间的烧结团聚,起到有效的扩孔作用,通过分段式煅烧处理的配合,有利于增大活性氧化铝的孔径,并且,可以在一定程度上抑制氧化铝颗粒之间的团聚。
当加入改性剂和辅料后,改性剂和辅料形成的胶束填充在链状结构中间,当胶束的尺寸与链状结构形成的孔道尺寸相当时,在进行煅烧时,无机骨架,会优先初步完成,在后续的焙烧过程中,由于胶束分解形成了蠕虫状孔道结构,同时由于骨架收缩产生的内应力均匀,不会破坏这种结构,孔道结构及孔大小就保持了下来,形成稳定的孔隙结构。
有益效果:
本发明方法能够有效的提高活性氧化铝的孔径分布,获得孔径更大的活性氧化铝,从而能够显著的改善提高了制备得到的活性氧化铝在工业应用中的领域。
附图说明
图1是对比不同二段煅烧温度对活性氧化铝抗压强度的影响图;
图2是对比不同二段煅烧温度对活性氧化铝平均孔径的影响图。
具体实施方式
实施例1
一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至40℃,保温20min,然后再添加乙二胺,搅拌15min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应3小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌10min,然后调节反应温度至50℃,继续搅拌反应20小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗10min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌30min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至50℃,保温搅拌30min,然后静置3小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可。
步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:100mL:1g:350mL。
所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为2g:150mL。
步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为55℃,真空干燥的时间为2小时。
所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合10:3:6:3:4;
所述的真空干燥温度为45℃,真空干燥的时间为3小时。
步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1:0.1。
步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为1.5:4:30。
步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2。
所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为80℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至82℃,保温搅拌3小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至88℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为20:3:12:1。
步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为1:3;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
实施例2
一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至42℃,保温25min,然后再添加乙二胺,搅拌18min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应3.5小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌12min,然后调节反应温度至52℃,继续搅拌反应21小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗12min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌35min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至52℃,保温搅拌33min,然后静置3-5小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可。
步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:110mL:1.2g:380mL。
所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为2.5g:160mL。
步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为58℃,真空干燥的时间为2.5小时。
所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合11:3.5:8:5:4.5;
所述的真空干燥温度为46℃,真空干燥的时间为4小时。
步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1.1:0.1。
步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为1.6:5:30。
步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2.2。
所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为83℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至83℃,保温搅拌3.5小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至89℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为22:3:12:1。
步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为1.2:3.5;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
实施例3
一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至43℃,保温28min,然后再添加乙二胺,搅拌18min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应3.5小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌12min,然后调节反应温度至53℃,继续搅拌反应22小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗15min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌35min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至52℃,保温搅拌32min,然后静置4小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可。
步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:115mL:1.5g:380mL。
所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为2.5g:170mL。
步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为58℃,真空干燥的时间为2.5小时。
所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合11:4:8:5:4.5;
所述的真空干燥温度为48℃,真空干燥的时间为4小时。
步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1.1:0.1。
步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为1.8:5:30。
步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2.2。
所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为83℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至84℃,保温搅拌3.5小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至89℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为23:3:12:1。
步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为1.5:4;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
实施例4
一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至45℃,保温30min,然后再添加乙二胺,搅拌20min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应4小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌15min,然后调节反应温度至55℃,继续搅拌反应23小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗18min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌40min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至55℃,保温搅拌35min,然后静置5小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可。
步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:120mL:2g:400mL。
所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为3g:180mL。
步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为60℃,真空干燥的时间为3小时。
所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合12:5:9:6:5;
所述的真空干燥温度为50℃,真空干燥的时间为5小时。
步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1.2:0.1。
步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为2:6:30。
步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2.5。
所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为85℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至85℃,保温搅拌4小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至90℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为25:3:12:1。
步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为2:5;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
对比例1:与实施例1区别为不添加改性剂;
对比例2:与实施例1区别为不添加辅料;
对比例3:与实施例1区别为不对蓖麻油进行改性处理;
对比例4:与实施例1区别为采用常规煅烧处理,常规煅烧处理为空气气氛,500℃,煅烧2小时;
抗压强度检测:
采用DLⅡ型智能颗粒强度测定仪对实施例与对比例试样的抗压强度进行检测,对比:
表1
由表1可以看出,本发明制备的活性氧化铝的抗压强度得到大幅度的提高。
采用麦克公司AutoporeⅣ9510型压汞仪对实施例与对比例试样的孔结构进行分析;
表2
平均孔径/μm | |
实施例1 | 2.55 |
实施例2 | 2.68 |
实施例3 | 2.61 |
实施例4 | 2.58 |
对比例1 | 1.94 |
对比例2 | 1.86 |
对比例3 | 2.29 |
对比例4 | 1.38 |
由表2可以看出,本发明制备的活性氧化铝的孔径得到一定程度的提高,表明本发明方法能够有效的提高活性氧化铝的孔容,增强其卸载能力。
采用NOVA2000e型比表面仪对实施例与对比例试样进行比表面积检测,对比;
表3
比表面积/m2/g | |
实施例1 | 0.57 |
实施例2 | 0.53 |
实施例3 | 0.55 |
实施例4 | 0.56 |
对比例1 | 0.43 |
对比例2 | 0.47 |
对比例3 | 0.50 |
对比例4 | 0.39 |
由表3可以看出,本发明制备的活性氧化铝具有较高的比表面积。
以实施例1为基础试样,对比不同二段煅烧温度对活性氧化铝抗压强度的影响,如图1。
以实施例1为基础试样,对比不同二段煅烧温度对活性氧化铝平均孔径的影响,如图2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)首先,将无水甲醇添加到反应釜中,然后再调节温度至40-45℃,保温20-30min,然后再添加乙二胺,搅拌15-20min,再滴加水杨醛溶液,边滴加边搅拌,反应3-4小时后,进行静置40min,抽滤,采用无水甲醇进行重结晶,然后再进行清洗,干燥,得到改性剂;
(2)依次向反应釜中添加乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶和二氯甲烷,然后再滴加乙二胺四乙酸,以500r/min转速搅拌10-15min,然后调节反应温度至50-55℃,继续搅拌反应20-23小时,得到混合反应物,再进行真空干燥,经过旋蒸除去过量的乙二胺,再用乙醚进行清洗10-18min,然后再进行真空干燥,得到辅料;
(3)将去离子水添加到反应釜中,然后再向去离子水中添加异丙醇铝,并以150r/min转速进行搅拌30-40min,然后再添加硝酸,继续搅拌至形成氧化铝溶胶,即可;
(4)将上述制备得到的改性剂和辅料添加到步骤(3)制备的氧化铝溶胶中,搅拌均匀,得到混合料;
(5)将氨水与蓖麻油依次添加到搅拌机中,搅拌混合均匀后,静置30min,得到混合液;
(6)将步骤(4)中得到的混合料添加到混合液中,调节温度至50-55℃,保温搅拌30-35min,然后静置3-5小时,再进行抽滤,干燥,得到固体反应料,对固体反应料进行分段式煅烧处理,自然冷却至室温,即可;
步骤(1)中所述无水甲醇、乙二胺、水杨醛溶液混合比例为:100-120mL:1-2g:350-400mL;
所述步骤(2)所述的乙二胺、二环己基碳二亚胺、二甲氨基吡啶、二氯甲烷、乙二胺四乙酸混合10-12:3-5:6-9:3-6:4-5;
所述的真空干燥温度为45-50℃,真空干燥的时间为3-5小时;
步骤(4)所述的改性剂、辅料、氧化铝溶胶混合质量比为1.5-2:4-6:30;
步骤(5)中所述混合液中氨水与蓖麻油混合比例为5:2-2.5;
所述氨水为饱和氨水;
所述蓖麻油经过改性处理:
首先,将蓖麻油进行干燥处理,干燥温度为80-85℃,干燥时间为4小时,然后再将经过干燥后的蓖麻油添加到反应釜中,然后再添加佛尔酮二异氰酸酯和丙酮,调节温度至82-85℃,保温搅拌3-4小时,得到中间体;
再向反应釜中添加硅烷偶联剂,然后抽真空,调节反应釜内温度至88-90℃,保温搅拌反应4小时,自然冷却至室温后,进行出料,减压蒸馏去除丙酮,再经过干燥,得到改性蓖麻油;
所述蓖麻油、佛尔酮二异氰酸酯、丙酮、硅烷偶联剂混合质量比为20-25:3:12:1;
步骤(6)中所述的混合料、混合液混合质量比为1-2:3-5;
所述分段式煅烧处理具体为:
将固体反应料至于电阻炉中进行一段煅烧处理,一段煅烧在空气气氛下进行,一段煅烧处理的温度为500℃,煅烧时间为30min,一段煅烧处理完成后,然后再进行二段煅烧处理,二段煅烧处理为氮气气氛下进行煅烧处理,煅烧温度为580℃,煅烧时间为1小时,二段煅烧处理完成后,再进行三段煅烧处理,三段的煅烧在空气气氛下进行,三段煅烧处理的温度为540℃,煅烧时间为40min,三段煅烧处理完成后,自然冷却至室温,即可。
2.根据权利要求1所述的一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,其特征在于:所述水杨醛溶液制备方法为;
将水杨醛添加到无水甲醇中,搅拌均匀得到;
所述水杨醛、无水甲醇混合比例为2-3g:150-180mL。
3.根据权利要求1所述的一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,其特征在于:步骤(1)所述的干燥为真空干燥,真空干燥温度为55-60℃,真空干燥的时间为2-3小时。
4.根据权利要求1所述的一种提高活性氧化铝孔径分布的方法,其特征在于:步骤(3)所述的去离子水、异丙醇铝、硝酸混合的质量比为100:1-1.2:0.1。
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