[发明专利]大孔容高比表面积活性氧化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明属改性氧化铝的制备领域，特别涉及一种大孔容高比表面积活性氧化铝的制备方法。

背景技术

随着汽车保有量及需求量的不断增加，汽车尾气污染已成为大中城市大气主要污染源。汽车排放的尾气中的污染物主要有：碳氢化合物(HC)，碳氧化物(CO和CO₂)、氮氧化物(NO_x)。目前，全球机动车中仅汽车每年就向大气中排放CO 20亿吨，HC 4亿吨，NO_x 2亿吨。因此，汽车尾气的处理也日益成为重要的课题。汽车尾气催化剂按反应功能分类有氧化催化剂和三效催化剂（即可以同时转化CO﹑HC和NO_x的催化剂）。其中三效催化剂是目前机动车尾气机外净化治理最有效的方法之一。经典的三效催化剂Pt-Rh/CeO₂/γ-Al₂O₃在氧化CO和HC的同时将NO_x还原除去，它以蜂窝状堇青石(硅铝酸镁)为第一载体，以活性氧化铝γ-Al₂O₃为第二载体，Pt、Pd和Rh为活性组分，Ce、La和Ba等为助剂通过浸制而成，具有活性高、选择性和稳定性好的特点。但由于原油储备日益减少，加工的原油质量逐渐变差，汽油质量降低，导致汽油中大分子烯烃类化合物和重金属含量增多，这些物质吸附在γ-Al₂O₃表面而阻碍小分子反应物在表面的催化反应，从而引起活性下降。因此，提高γ-Al₂O₃的孔容和比表面积来保证催化剂活性的发挥是目前亟需解决的问题。针对以上问题，CN 100346873C(一种大孔容高比表面积氧化铝的制备方法)采用铝盐和环糊精为原料，加入碳酸铵等碱液沉淀剂，焙烧获得的活性氧化铝比表面积可达220-480m²/g，但孔容仅为0.7-1.55ml/g。CN 101890375 A(一种大孔氧化铝载体及其制备方法)采用熔盐超增溶胶团法制备氢氧化铝凝胶为原料，再浸渍含改性剂的前驱体溶液，获得大孔氧化铝载体，其孔容在0.95ml/g时，比表面积可达316 m²/g，而孔容在2.3ml/g时，其比表面积只有201m²/g。上述制备活性氧化铝的方法存在生产成本高，工艺复杂，所制的活性氧化铝难以同时发挥大孔容和高比表面积等特点。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种工艺简单，正丁醇可循环利用，比表面积高，孔径孔容大，便于工业化生产的大孔容高比表面积活性氧化铝的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。

一种大孔容高比表面积活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：（1）配置硝酸溶液，将铝酸钠溶液缓慢加入硝酸溶液中并搅拌形成溶胶；（2）调节老化温度；（3）将老化后的溶胶进行减压抽滤与洗涤；（4）将步骤（3）所得产物与正丁醇混合，进行共蒸馏处理，得到干燥前驱体；（5）将前驱体焙烧，即得目的产物。

作为一种优选方案，本发明所述步骤（1）中，配置1～3mol/L的硝酸溶液，反应温度20～50℃；pH值在6～10之间。

作为另一种优选方案，本发明所述步骤（2）中，老化温度50～90°C，老化时间2～10h。

进一步地，本发明将步骤（3）所得产物与正丁醇混合，按固液体积比1：3～8的比例进行共蒸馏处理，得到干燥前驱体。

更进一步地，本发明所述步骤（1）中，铝酸钠溶液为氧化铝工业溶液，其苛性比α_k为1.30～1.50。

另外，本发明所述步骤（3）中，将老化后的溶胶进行减压抽滤与超声洗涤数次，制得滤饼。