[发明专利]一种铝溶胶的制备方法

说明书

本发明涉及的制备，特别提供了一种氧化铝材料的前驱体—氧化铝溶胶的制备技术。

工业催化剂载体中氧化铝是应用最为广泛的载体，氧化铝不仅价格便宜，而且各种催化反应所要求的晶相，表面积和孔径分布范围等物性，能通过制备条件的改变而得到。已知氧化铝有多种晶相，如γ-Al₂O₃,η-Al₂O₃,θ-Al₂O₃,κ-Al₂O₃,χ-Al₂O₃,α-Al₂O₃。其中α-Al₂O₃是稳定态，其它称为活性氧化铝，其晶相在高温时皆转化成α相。由于多数工业催化剂选择γ-Al₂O₃为载体。其前驱体包括薄水铝石，拟薄水铝石等其他晶相。其中薄水铝石，拟薄水铝石两种氢氧化物转变成γ-Al₂O₃的温度是不同的。公式(1),(2)具体表述了两种前驱体变成γ-Al₂O₃和δ-Al₂O₃的温度。    从中可以发现如果以拟薄水铝石为前驱体不仅可以在较低的温度下转化为γ-Al₂O₃，而且具有较高的热稳定性。

对于一般工业催化剂而言，不同载体氧化铝的孔径分布可以是微孔，中孔，大孔或几种孔同时存在。其中微孔来源于氧化铝水合物层状结构的层间脱水以及水合物微晶脱水，由此而形成的孔径与水合物的晶相有关。氧化物水合物的原级粒子之间和二次粒子之间的空间形成中孔，因此中孔的大小取决于一次粒子的大小，形状和堆积方式和二次粒子的大小等因素。大孔是在挤出成型的过程中加入适当的填充剂。因空间填充作用焙烧以后而形成大孔，大孔的孔径与填充剂的粒子大小有良好的对应关系。经过大量的实践，人们越来越来清楚的认识到对催化性能有重要影响的不是催化剂的总孔容，而是其孔径分布，即有效孔容。因此如何根据不同的催化反应来制备具有不同特性(包括孔径，孔容)的氧化铝载体引起了人们的重视，成为研究的一个重点。D.L Trimm,A.Stanislaus(D.L Trimm,A.Stanislaus Applied Catalysis,21(1986)215-238)等人很好的总结了传统制备方法中各项制备因素对孔结构的影响。一般制备γ-Al₂O₃的主要步骤包括：成胶，洗涤，干燥，成型，焙烧。七十年代，B.E.Yoldas(B.E.Yoldas,J.Appl.Chem.Biotechnol,1973,23.803)采用溶胶凝胶法得到了新型均一孔结构的氧化铝材料，开辟了制备氧化铝的新的途径。从此以铝溶胶为前驱体经过溶胶凝胶过程成为制备氧化铝材料的又一项重要的方法。这是因为通过溶胶凝胶法能够比较容易地调控制备参数，从而得到各种物化性质可控的催化剂。与传统催化剂制备方法比较，溶胶凝胶制备方法在以下几个方面具有优点：

1．能够得到高均一，高比表面积的材料。

2．材料的孔径分布均一可控。

3．金属组分高度分散在担体上，使催化剂具有很高的反应活性和抗积炭的能力。

4．能够得到活性组分以高分散度分布在表面上的催化剂。

5．能够较容易的控制材料的组成。

6．能够根据具体需要制备不同结构的催化剂(晶形或无定形)。

7．能够得到适合反应条件的机械强度并具有较高抗失活能力的材料。(M.A.Caugui and J.M.Rodriguez-Izquierdo J of Non-Crystalline Solids147&148(1992)724-738)。