[发明专利]微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法。

背景技术

催化剂/酶的固定化技术是使酶催化得到更广泛且有效利用的一个重要手段.它需要以下3方面的工作来完成：(1)原酶的提取和纯化；(2)载体的制备；(3)酶的固定化.目前酶的提纯技术和固定化方法的研究已相对发展，固定化酶的成功多是依靠载体的性能设计合成性能优异且可控的载体，特别是寻找廉价、快速的合成方法，以及对载体的孔结构进行调节，对孔表面进行功能化修饰。但在实际使用过程中，载体的普适性太差，专业设计研发周期过长，严重影响了实验向大规模生产的快速转化。

微孔陶瓷是一种功能性结构陶瓷，陶瓷体内部或表面含有大量的孔径为微米级或亚微米级的开口或闭口微孔。这种多孔的固体表面特性，使其具有很大的内表面，即很大的表面能，从而具有强烈的吸附能力，且以物理吸附为主，脱落再生容易；同时其化学稳定性高，除氢酸，浓碱外，对所有介质均具有优良的耐腐蚀性，不与其发生化学反应，不会造成一次污染；热稳定好，不会产生外形变化和孔径变形，在-50℃-500℃均可使用；并且其主要原料为贫瘠黏土、废矿渣以及电厂粉煤灰、玻璃厂下脚料等，可广泛应用于各种气体/液体的过滤及固定化催化剂载体，和适应性载体。

陶粒，又名膨胀粘土、火炼石等，是一种质轻有蜂窝状结构的材料，经高温固相烧结烧制而成。其轻身、耐用、透水及隔热特性意味着它有多元化的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种微孔陶瓷催化剂载体及其制备方法，微孔陶粒，解决催化剂载体普适性低的问题。陶粒粒度低，大规模数量下可变形性强，适应多种实验、生产反应位置。成本低。

本发明所述的一种微孔陶瓷催化剂载体，以质量百分数计，原料组成如下：

低质铝矾土70％-85％，添加剂10％-25％、分散剂0.5-1.5％。

添加剂淀粉、糊精、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的一种或多种。

低质铝矾土中铝质量含量在25％-45％之间。

分散剂为三乙基己基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、古尔胶或脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种。

所述的微孔陶瓷催化剂载体的制备方法，步骤如下

(1)将低质铝矾土进行低于900℃的轻烧，将其球磨细化至200-300目，加入质量分数在10％-25％的添加剂和0.5-1.5％的分散剂后混合均匀得混合料；

(2)将质量分数80-90％的均匀混合料加入造粒机造粒，再加入17％-21％水分，加入质量分数为10-20％的干混合料粉抛光得到半成品；

(3)将半成品烘干至水分在5％-9％，筛分至2mm-5mm，获得目标粒径；

(4)陶粒煅烧后升温至1200℃-1400℃保温60-120min。

步骤(2)中造粒过程中，调整转速至2500-5000rpm/min高速成核后，在1000-2000rpm/min低速长大成形，在500-1000rpm/min下进行抛光。

步骤(4)中升温速率为3℃-10℃/min。

步骤(4)中关键温度为400℃-800℃。

添加剂同时具有粘性结合剂和成孔剂的作用。

微孔陶瓷催化剂载体的制备方法：

(1)将Al含量在20％-45％之间低质铝矾土进行低于900℃的轻烧，将其球磨细化至200-300目，占混合料质量百分比78％-90％,加入混合料质量分数在10％-20％的添加剂和0.5-1.5％的分散剂后，混合均匀得混合料；

(2)将质量分数80％-90％的均匀混合料加入爱立许立式造粒机造粒，加入17％-21％水分，调整转子转速，2500-5000rpm/min下高速成核，1000-2000rpm/min下低速长大成形，在500-1000rpm/min下进行抛光，加入质量分数为10％-20％的混合物干粉抛光保证圆球度。

(3)半成品烘干，控制水分在5％-9％，使用2mm-5mm501厂筛网筛分，获得目标粒径。

(4)陶粒煅烧，500℃-800℃，升温速率为2℃-10℃/min；1200℃-1400℃保温。

实验检测:

⑴烧成陶粒检测，体积密度0.4-0.8g/cm³；强度，40MPa压力试验，破碎率＜10％；孔隙率＞40％，普适于固，液催化剂；-50℃-600℃保温加热120min，无变形。