[发明专利]一种拟薄水铝石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拟薄水铝石的制备方法，特别是孔径分布集中的用于制备γ-Al₂O₃的拟薄水铝石的制备方法。

背景技术

氧化铝特别是γ-Al₂O₃由于具有大的比表面积和较好的热稳定性被广泛用作炼油、石油化工和化肥工业中的催化剂载体、干燥剂和吸附剂等。在催化领域中，载体本身虽不具有直接的催化活性，但它对催化活性组分稳定和高效地发挥其催化性能起到重要作用。提高氧化铝的孔容与比表面积，以及改善氧化铝的孔径分布，对提高以氧化铝为载体的负载型催化剂的性能具有积极意义。γ-Al₂O₃一般是由拟薄水铝石（即氢氧化铝干胶）在适宜温度（一般为300～750℃）焙烧后得到，因此制备性能适宜的拟薄水铝石是得到高性能γ-Al₂O₃的前提。

作为负载型加氢处理催化剂载体，孔结构是γ-Al₂O₃最重要的性质之一。通常需要制备出孔径分布均匀、可调，比表面积大的γ-Al₂O₃载体，以利于催化活性组分在其表面均匀分散。制备方法和制备条件对γ-Al₂O₃孔结构性能起着决定性的影响，文献《工业催化》2000年第5期“活性氧化铝载体的孔结构”和2002年第1期“氧化铝(拟薄水铝石)的孔结构研究”系统地给出了氧化铝孔结构产生机理和孔结构的影响因素。氧化铝的孔结构取决于其微观组成的一次粒子大小、形状及堆积方式，其中粒子大小及分布是决定性影响因素，而不同的制备方法和制备条件则主要通过改变粒子尺寸大小和分布来影响氧化铝的孔结构性质。通过采用常规方法可以在一定范围内控制氧化铝晶粒的尺寸及分布，从而可以制备出孔结构适宜的氧化铝载体，如文献《功能材料》2011年第2期“pH摆动-共沸蒸馏法制备高比表面大孔容介孔纳米氧化铝”等采用摆动法制备孔径分布均匀的氧化铝载体，采用高温，但常规方法对氧化铝载体晶粒的控制效果仍比较粗放，不能实现精细控制。近年来，随着一些新科技手段不断引入到氧化铝制备过程中，如旋转超重力技术、超声波技术等，为氧化铝载体材料制备的精细控制获得了良好的手段。

CN200510135509.8和CN01819843.0均是旋转超重力场反应器技术制备出一定晶型的氢氧化铝晶粒的方法，获得了较好效果，但该制备技术工艺较为复杂，工业实现难度较大。

超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象，为控制氧化铝产品具有较好的粒径分布或孔结构，将超声技术引入到氧化铝的制备过程中，可以获得较为理想的效果。已有多篇文献利用超声波的振荡、破碎作用来改善该氧化铝成胶过程。

CN101391791A采用工业铝酸钠精液和含铝的酸式盐为原料，分别将铝酸钠精液和含铝的酸式盐溶液加入由等体积的环己烷或苯、OP乳化剂或烷基酚聚氧乙烯醚、正辛醇或己醇配制成的油相溶液中分别超声分散后，再将分散后的溶液混合，在40-80℃的温度、搅拌下分解2-12小时；反应后对浆体进行液固分离、洗涤、干燥、打散后得到球形超细氢氧化铝。

CN1952056A和CN1765748A采用了相同的成胶反应过程：取氯化铝溶液，加或不加入草酸铵，然后加入氨水，保持不产生沉淀，然后蒸发上述溶液，在蒸发的同时用超声波处理，得到的白色固体即为氢氧化铝干胶。最终制备的γ-Al₂O₃具有孔径大、孔分布集中且比表面积大的优点。CN1765493A公开的成胶过程也是在超声波作用下进行的，将偏铝酸钠溶液、含钛化合物浆液、含硅化合物溶液与二氧化碳气体在搅拌下反应成胶，过滤、干燥即可制得含钛、硅的氢氧化铝产品。

上述专利及文献虽然通过利用超声波的空化或分散作用，制备出质量较好的γ-Al₂O₃产品，但在超声波的使用上，均强调超声波的分散作用，主要目的是实现溶液的均匀化，超声波的频率均为单频，难以实现氧化铝载体晶粒和孔结构的更精细的控制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种γ-Al₂O₃前身物拟薄水铝石的制备方法，在成胶和老化过程中采用复合频率超声波进行晶粒尺寸的有效控制，所得的γ-Al₂O₃载体产品具有孔径分布更均匀的特点。