[发明专利]一种中孔孔径分布集中的氧化铝制备方法

说明书

技术领域

一种中孔孔径集中的氧化铝制备方法，属于金属有机化合物合成技术领域。其制备方法是以金属铝和C4-C8醇为反应物，无水氯化铝作为催化剂，合成烷氧基铝，通过烷氧基铝水解得到氢氧化铝，老化干燥后得到中孔孔径集中的氧化铝。水解老化后产生的醇和水可以循环使用，此方法无环境污染和毒性残留，得到的产品纯度高，孔径分布集中，产品广泛用于催化剂载体领域。

背景技术

中孔也叫介孔，是指2～50nm大小的孔径，中孔氧化铝具有独特的孔结构，比表面积大，机械强度高等优良特性，在多相催化、大分子吸附与分离、功能材料等领域有着诱人的应用前景，特别是在重油和渣油的炼制中具有重要的应用价值。中孔氧化铝的制备方法主要有电化学法、模板法，溶胶-凝胶法以及扩孔法等。电化学法制备中孔氧化铝具有产率低，能耗大的缺点，不能形成体相中孔氧化铝。以表面活性剂为模板剂时，很难得到具有高度有序孔道的中孔氧化铝，并且由于表面活性剂“软”模板法自身的不足，无法获得同时具有晶态骨架和规则孔道结构的中孔氧化铝材料。本发明的目的是利用普通纯度金属铝，在催化剂和有机溶剂存在下制备出醇铝，通过控制醇铝的水解和老化工艺，制备孔径大小3-50nm中孔高纯氧化铝。这种方法的优点是原料容易得到，不需额外添加其它物质，水解混合醇和水容易回收和利用，制备的氧化铝中孔孔径集中，纯度高，杂质含量低。

发明内容

1.将C4-C8醇和金属铝在无水氯化铝催化剂和溶剂油存在下，100-180℃反应10～24h，过滤后得到烷氧基铝，所述的金属铝，醇和无水氯化铝的摩尔比是1∶4～7∶0.01～0.02。反应方程式如下：

Al+3C_nH_2n+1OH→Al(OC_nH_2n+1)₃+3/2H₂    (1)

2.在(1)步中得到的烷氧基铝中加入去离子水，在80-95℃下水解1-6h，得到水解产物，分出水解产生的醇和溶剂油，经脱水后返回(1)步循环使用。在90～105℃下老化10-24h，110-130℃干燥6h后，得到中孔氧化铝。这两步的方程 式如下：

得到的α-Al₂O₃·H₂O，在500～600℃焙烧4-6h得到高纯γ-Al₂O₃。

本发明的主要优点：

本发明是一种制备中孔氧化铝的新方法，利用溶剂油制备的中间产物烷氧基铝既容易过滤，滤液无色，对于控制水解又起到至关重要作用，本发明通过控制醇铝合成的工艺和醇铝水解和老化的工艺，能够制备出孔径在3-50nm的中孔氧化铝，制得的中孔氧化铝孔径分布窄，氧化铝纯度高，杂质含量低。

水解老化后得到的醇和溶剂油可以循环使用，属于低碳减排的生产工艺，符合绿色环保工艺，而且得到的高纯氧化铝的中孔孔径可以调节。

具体实施方法

本发明使用纯度大于99.5％金属铝和C4-C8醇，在无水氯化铝催化剂及溶剂油存在下，100-180℃反应10～24h，过滤后得到烷氧基铝，烷氧基铝在80-100℃下水解1-6h，在90～120℃下老化10-24h，110-120℃干燥6h后得到中孔高纯氧化铝。水解老化后产生的醇和溶剂油可以循环使用，此方法无环境污染和毒性残留。

下面用实施例进一步阐明本发明的工艺特征。

实施例1

在带冷凝管的1L四口烧瓶中放入27g铝锭，1.33g无水三氯化铝和51g正丁醇(含水量小于0.2％)，回流反应1h后，加入320g正丁醇和160g沸程为160℃-165℃溶剂油混合物，回流反应18h，趁热过滤。滤液放入温度达到80℃的2L四口瓶中，加入温度为80℃的去离子水400g后，升温到90℃，水解反应4h，分出醇和溶剂油，再加入95℃去离子水500g，升温到115-180℃，老化14h，蒸出剩余醇和溶剂油，120℃干燥6h，得到60g白色氧化铝。经过XRD、差热、ICP-MS及BET法分析，证明是中孔氧化铝，氧化铝纯度大于99.9％。

实施例2