[发明专利]一种大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于薄水铝石制备技术领域，特别涉及一种大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的制备方法。

背景技术

薄水铝石(boehmite)，也称为一水软铝石，为氧化铝的水合物。薄水铝石有多种形貌，包括片状、纤维状和球形，并且具有比表面积大、孔体积大的特点，可以用于催化剂和吸附剂的载体。含硅薄水铝石与不含硅薄水铝石相比，具有更优化的酸性，更适宜于作为催化材料。

赵继华等人在中国专利CN103332716A中提供了一种以硝酸铝溶液和氨水溶液为原料，并用不同比例的醇水溶液洗涤，得到比表面积为383～475m²/g孔体积为0.97～1.91cm³/g的薄水铝石。

于向真等人在中国专利CN102050476A中将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体在超重力条件下接触反应，并进行固液分离，可得到比表面积为290～414m²/g，孔体积为0.67～2.41cm³/g的薄水铝石。

发明内容

本发明的目的是提供一种大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的制备方法。

本发明的技术方案为：以偏铝酸钠、硫酸铝和水玻璃为初始原料，三者同时滴加制备出形成薄水铝石的中间产物-铝水化合物，然后对得到的中间产物进行水热处理，最后冷却，洗涤，干燥得到含硅薄水铝石。

本发明所述的大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的制备方法的具体步骤包括：

(1)配制0.1-0.7mol/L的硫酸铝溶液；将摩尔比为2-5的氢氧化钠和三水铝石溶于水中，在100-140℃下反应1-50h得到质量浓度为5-55％的偏铝酸钠溶液；氢氧化钠和三水铝石的摩尔比优选4-5；

(2)将偏铝酸钠溶液滴加到硫酸铝溶液中至pH值为7-11，pH值优选9-10；

(3)向步骤(2)得到的悬浮液中同时滴加偏铝酸钠溶液、硫酸铝溶液和水玻璃，滴加过程保持体系pH值为7-11，pH值优选9-10，最终得到的悬浮液中硅元素和铝元素的比例以氧化硅与氧化铝的摩尔比计为0.006-0.15；

(4)将步骤(3)得到的悬浮液转移到高压反应釜中，在70-150℃下晶化5-50h；温度优选80-120℃，晶化时间优选10-40h；

(5)反应完成后将高压釜冷却至室温，得到的白色沉淀物用去离子水洗涤，在60-100℃下干燥得到大比表面积大孔体积含硅薄水铝石。

有益效果：本发明制备得到的含硅薄水铝石中氧化硅含量为1-20wt％，比表面积为600-850m²/g，孔体积为1.7～2.4cm³/g。此方法工艺简单，绿色环保，易于工业化。

附图说明

图1为实施例1中得到的大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的X射线粉末衍射图。

图2为实施例1中得到的大比表面积大孔体积含硅薄水铝石的透射电子显微镜照片。

具体实施方式

实施例1

称取22.56g氢氧化钠(北京化工厂产品，分析纯，下同)，三水铝石9.78g(山西铝厂工业产品，氧化铝含量65％，下同)，67.66g去离子水搅拌均匀后120℃反应5h制备出Na/Al＝4.5偏铝酸钠溶液。称取233.24g十八水合硫酸铝(西陇化工厂有限公司生产，分析纯，下同)，加去离子水溶解，制得浓度为0.7mol/L的硫酸铝溶液。称取25g硫酸铝溶液，在室温及搅拌条件下，并逐滴加入偏铝酸钠溶液，滴加至pH＝9.0，以此为底液，向其中同时滴加偏铝酸钠溶液、硫酸铝溶液和水玻璃，该过程中保持体系pH＝8.5，最终共计滴加75g硫酸铝溶液，0.48g水玻璃(催化剂长岭分公司，氧化硅27.426％，氧化钠8.76％，下同)，滴加完成后得到白色悬浮液。

将得到的均匀的白色悬浮液封装到高压反应釜中，放入100℃烘箱晶化20小时。所得产物过滤，用去离子水洗涤后，于60℃干燥24小时，得到产物S1。

将得到的产物通过XRD表征，通过XRD谱图可知，所获得的产物为纯相薄水铝石。氧化硅含量1.0wt％，比表面积(BET法，下同)752.1m²/g，孔体积为1.84cm³/g。

实施例2