RU2550368C1 - Оксид алюминия - Google Patents

Оксид алюминия Download PDF

Info

Publication number
RU2550368C1
RU2550368C1 RU2014102335/04A RU2014102335A RU2550368C1 RU 2550368 C1 RU2550368 C1 RU 2550368C1 RU 2014102335/04 A RU2014102335/04 A RU 2014102335/04A RU 2014102335 A RU2014102335 A RU 2014102335A RU 2550368 C1 RU2550368 C1 RU 2550368C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alumina
aluminium oxide
particles
porous structure
mcm
Prior art date
Application number
RU2014102335/04A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Сергеевич Сенюта
Андрей Владимирович Панов
Андрей Андреевич Смирнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Application granted granted Critical
Publication of RU2550368C1 publication Critical patent/RU2550368C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28042—Shaped bodies; Monolithic structures
    • B01J20/28045—Honeycomb or cellular structures; Solid foams or sponges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3071—Washing or leaching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3085—Chemical treatments not covered by groups B01J20/3007 - B01J20/3078
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
    • C01F7/306—Thermal decomposition of hydrated chlorides, e.g. of aluminium trichloride hexahydrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/44—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
    • C01F7/441—Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2902—Channel shape

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к оксиду алюминия, представленному отдельными частицами с пористой структурой. При этом пористость частиц составляет 60-80%, а пористая структура представлена протяженными, параллельно расположенными каналами с плотной упаковкой, с размером каналов в поперечнике 0,3-1,0 мкм и длиной до 50 мкм. Структура предлагаемого оксида алюминия позволяет облегчить прохождение участвующих в различных процессах веществ внутрь частицы, обеспечивая доступ к внутренней поверхности оксида алюминия, на которой могут происходить как каталитические реакции, так и адсорбция. 2 ил.

Description

Изобретение относится к оксиду алюминия, а именно к триоксиду алюминия в виде порошков или агломератов с частицами, имеющими сотовую пористую структуру, и может быть использовано в качестве носителей катализаторов, адсорбентов и фильтров для химической, пищевой, фармацевтической промышленности.
Известен оксид алюминия с пористой структурой, характеризующейся тем, что в ней не более чем 5% от суммарного объема пор составляют поры больше, чем 350 Å («макропоры»), а также большим объемом пор (более чем 0,8 см3/г, по данным измерений ртутной интрузией) и бимодальным характером распределения объемов пор, т.е. таким распределением объемов пор, в котором в том случае, когда строят зависимость возрастающего объема пор как функцию диаметра пор, полученная функция имеет два максимума (RU, патент №2281161, B01J 21/04, опубл. 10.12.2004 г.).
К недостаткам данного оксида алюминия можно отнести малый диаметр пор, что ограничивает его применение в качестве носителя катализаторов, адсорбента и наполнителя фильтров, в частности в процессах синтеза катализаторов и как осушителя газов, содержащих капельную влагу.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является макромезопористый оксид алюминия в виде отдельных частиц, в котором сотовая структура пор обусловлена использованием дрожжей в качестве биошаблона. Пористая структура данного оксида алюминия характеризуется хаотичным расположением макропор с размерами 1,5-3 мкм в виде лабиринта, в стенках которых находятся связанные между собой поры с размерами 3-4,5 нм (Yuan Ma, Qinglian Wei, Ruowen Ling, Fengkai An, Guangyu Mu, Yongmin Huang. Synthesis of macro-mesoporous alumina with yeast cell as bio-template. Microporous and Mesoporous Materials. Elsevier, 165 (2013), p.177-184, 2012).
Недостатком данного оксида алюминия является хаотичное лабиринтное расположение макропор, увеличивающее гидравлическое сопротивление, что затрудняет прохождение участвующих в различных процессах веществ внутрь частиц и доступ к внутренней поверхности оксида алюминия, на которой могут проходить как каталитические реакции, так и адсорбция.
Кроме того, к недостаткам можно также отнести сложность и длительность процесса получения такого оксида алюминия.
В основу изобретения положена задача расширения видов пористого оксида алюминия с сотовой структурой пор в микронном диапазоне размеров. При этом техническим результатом является реализация этого назначения.
Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в оксиде алюминия, представленном отдельными частицами с пористой структурой, пористость частиц составляет 60-80%, а пористая структура представлена протяженными, параллельно расположенными каналами с плотной упаковкой, с размером каналов в поперечнике 0,3-1,0 мкм и длиной до 50 мкм.
При использовании такого оксида алюминия облегчается прохождение участвующих в различных процессах веществ внутрь частицы, обеспечивая доступ к внутренней поверхности оксида алюминия, на которой могут проходить как каталитические реакции, так и адсорбция.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами. На фиг.1 показана наружная поверхность частицы оксида алюминия с выходящими наружу отверстиями пор, демонстрирующая их плотную упаковку. На фиг.2 показан скол частицы оксида алюминия, обнажающий протяженность параллельно расположенных каналов.
Получение оксида алюминия осуществляется следующим образом.
Кристаллы гексагидрата хлорида алюминия обрабатывают избытком водного раствора аммиака (содержание NH3 - 25 мас.%) при температуре 20-80°C, которая повышается в ходе процесса за счет экзотермического эффекта реакции. Обработанные водным раствором аммиака частицы, визуально сохраняют внешнюю форму и размеры исходных кристаллов гексагидрата хлорида алюминия, но представляют собой (по данным рентгенофазового анализа) гидроксид алюминия в полиморфной модификации бемита (A1OOH). Частицы бемита промывают водой до нейтральной среды, сушат при 105°C до постоянной массы и прокаливают при температуре 650-750°C в течение 1 ч.
Получаемый таким образом оксид алюминия имеет гамма-полиморфную модификацию и содержит, мас.%: Al2O3 98,6; Na2O 0,005; Fe2O3 0,01; SiO2 0,01; Cl-<0,01.
Частицы получаемого оксида алюминия пронизаны параллельно расположенными протяженными каналами (порами), отверстия которых выходят на внешнюю поверхность. Размеры каналов имеют в поперечнике 0,3-1,0 мкм и длину до 50 мкм. Пористость частиц, определенная расчетным методом на основе измерения микрофотографий, составляет 60-80%.
При использовании такого оксида алюминия облегчается прохождение участвующих в различных процессах веществ внутрь, что обеспечивает доступ к внутренней поверхности оксида алюминия, на которой могут проходить как каталитические реакции, так и адсорбция.
При получении такого оксида алюминия не предполагается переосаждение гидратированных соединений алюминия. Таким образом, размер получаемых частиц, а следовательно, и длины пор определяются только изначальным размером кристаллов исходного вещества - гексагидрата хлорида алюминия.
Влагоемкость оксида алюминия, определенная экспериментальным методом, составила 0,62 см3/г. Таким образом, способность предлагаемого вещества поглощать капельную влагу является высокой.

Claims (1)

  1. Оксид алюминия, представленный отдельными частицами с пористой структурой, отличающийся тем, что пористость частиц составляет 60-80%, а пористая структура представлена протяженными, параллельно расположенными каналами с плотной упаковкой, с размером каналов в поперечнике 0,3-1,0 мкм и длиной до 50 мкм.
RU2014102335/04A 2013-02-04 2013-02-04 Оксид алюминия RU2550368C1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000078 WO2014120037A1 (ru) 2013-02-04 2013-02-04 Оксид алюминия

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2550368C1 true RU2550368C1 (ru) 2015-05-10

Family

ID=51262644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014102335/04A RU2550368C1 (ru) 2013-02-04 2013-02-04 Оксид алюминия

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150368116A1 (ru)
CN (1) CN105121347A (ru)
AU (1) AU2013377155B2 (ru)
CA (1) CA2900261C (ru)
RU (1) RU2550368C1 (ru)
WO (1) WO2014120037A1 (ru)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281161C2 (ru) * 2000-11-28 2006-08-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Оксид алюминия, обладающий новой структурой пор, способ его получения и катализатор, изготовленный на его основе

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2590833A (en) * 1948-05-20 1952-04-01 Du Pont Process for producing alumina hydrate sols
US2663620A (en) * 1949-10-29 1953-12-22 Universal Oil Prod Co Preparation of alumina from aluminum chloride hexahydrate
US2894915A (en) * 1952-06-24 1959-07-14 Sinclair Refining Co Alumina preparation
US3188174A (en) * 1961-06-20 1965-06-08 Gulf Research Development Co Aluminum product and its method of preparation
US3193348A (en) * 1962-02-19 1965-07-06 Sinclair Research Inc Method of producing boehmite having crystal size in excess of 100 a
US4018881A (en) * 1971-07-15 1977-04-19 Exxon Research And Engineering Company High surface area alumina and method for the preparation thereof
GB8511048D0 (en) * 1985-05-01 1985-06-12 Unilever Plc Inorganic structures
US6764755B2 (en) * 2001-12-17 2004-07-20 Advanced Technology Materials, Inc. Channelized sorbent media, and methods of making same
RU2258035C2 (ru) * 2003-09-01 2005-08-10 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности", ОАО "Уралалюминий" Способ получения активного оксида алюминия
CN101558025A (zh) * 2006-12-11 2009-10-14 康宁股份有限公司 α-氧化铝无机膜载体及其制备方法
EP2180933A4 (en) * 2007-08-03 2011-08-10 Errcive Inc POROUS BODIES AND METHODS
CN100564259C (zh) * 2007-12-24 2009-12-02 天津大学 整体型大孔氧化铝的制备方法
CN101863499B (zh) * 2010-05-31 2012-10-24 中南大学 一种大孔-介孔氧化铝的制备方法
CN102451767B (zh) * 2010-10-15 2013-08-28 中国石油化工股份有限公司 一种氧化铝载体的制备方法
CN102502739B (zh) * 2011-11-11 2013-09-04 昆明冶金研究院 一种高纯α-氧化铝的生产方法
CN104507867B (zh) * 2012-07-20 2018-02-09 俄铝工程技术中心有限责任公司 生产氧化铝的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2281161C2 (ru) * 2000-11-28 2006-08-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Оксид алюминия, обладающий новой структурой пор, способ его получения и катализатор, изготовленный на его основе

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
W.DENG ET AL., Surfactant-Assisted Synthesis of Alumina with Hierarchical Nanopores, ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, 2003, vol.13, no.1, pp.61-65. Y.MA ET AL., Synthesis of macro-mesoporous alumina with yeast cell as bio-template, MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS, 2013, vol.165, pp.177-184. *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013377155A1 (en) 2015-09-10
CA2900261C (en) 2017-03-07
AU2013377155B2 (en) 2017-11-30
CA2900261A1 (en) 2014-08-07
CN105121347A (zh) 2015-12-02
WO2014120037A1 (ru) 2014-08-07
US20150368116A1 (en) 2015-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mariyam et al. Efficient batch and Fixed-Bed sequestration of a basic dye using a novel variant of ordered mesoporous carbon as adsorbent
ES2871076T3 (es) Uso de adsorbentes zeolíticos con una alta superficie externa
Hutson et al. Control of microporosity of Al2O3-pillared clays: effect of pH, calcination temperature and clay cation exchange capacity
Han et al. Amine-impregnated millimeter-sized spherical silica foams with hierarchical mesoporous–macroporous structure for CO2 capture
Schumann et al. Investigation on the pore structure of binderless zeolite 13× shapes
Yang et al. Development of zeolitic imidazolate framework-67 functionalized Co-Al LDH for CO2 adsorption
He et al. Macroporous alumina-and titania-based catalyst for carbonyl sulfide hydrolysis at ambient temperature
JPH0620548B2 (ja) 複合吸着剤
RU2547833C1 (ru) Способ получения оксида алюминия
Han et al. Synthesis and characterization of high-surface-area millimeter-sized silica beads with hierarchical multi-modal pore structure by the addition of agar
RU2014129854A (ru) Способ получения сфероидальных частиц оксида
Hakim et al. Study of CO2 adsorption and desorption on activated carbon supported iron oxide by temperature programmed desorption
Didi et al. Synthesis of binderless FAU-X (13X) monoliths with hierarchical porosity
Peng et al. Hydrotalcite/SBA15 composites for pre-combustion CO2 capture: CO2 adsorption characteristics
Tagliabue et al. High pressure hydrogen sulphide adsorption on silica–aluminas
Oulton The Pore Size–Surface Area Distribution of a Cracking Catalyst
RU2550368C1 (ru) Оксид алюминия
Xu et al. Fast and highly efficient SO 2 capture by TMG immobilized on hierarchical micro–meso–macroporous AlPO-5/cordierite honeycomb ceramic materials
JP6383188B2 (ja) α−ナトリウムフェライト類の製造方法
Lee et al. Effect of base binder, flash calcined hydrotalcite, in MFI zeolite granule: Catalytic activity over 1-butene isomerization and MTO reaction
BR112015032128B1 (pt) Mistura de peneira molecular, processo para preparar a referida mistura e seus usos
JP6578704B2 (ja) 多孔性配位高分子
RU2566782C1 (ru) Сорбент серосодержащих соединений и способ его получения (варианты)
EP3484609A1 (en) A process for preparing metal oxide-based chloride absorbent using natural binder and product obtained therefrom
JP3945369B2 (ja) 脱臭体