[发明专利]一种薄水铝石的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大孔径大比表面积薄水铝石的制备方法，属于催化剂载体制备技术领域。

背景技术

γ-Al₂O₃由于具有较大的比表面积以及一定的表面酸性，而且其孔结构丰富，总孔容较大，孔分布可调控，被广泛应用于催化剂载体、吸附剂等。γ-Al₂O₃是由氢氧化铝在400～700℃煅烧获得，其中薄水铝石由于其在煅烧过程以后可以很大程度地保留其形态学特征，是一种制备γ-Al₂O₃的重要前驱体。因此制备出大比表面积大孔体积薄水铝石的研究具有重要意义。

黄志强在中国专利CN1050361632A中提供了一种硝酸铝和氢氧化钠溶液为原料，成核完成后加入表面活性剂聚氧化乙烯，得到比表面积400～500m²/g粒径大小3～5nm的纳米纤维状薄水铝石。

赵继华等人在中国专利CN103332716A中提供了一种以硝酸铝和氨水为溶质，并用不同比例的醇水溶液为溶剂配制溶液作为原料，得到比表面积383～475m²/g孔体积0.97～1.91cm³/g的薄水铝石。

蔡卫权等人在中国专利CN101704538A中基于硝酸铝和氯化铝为铝源，以尿素为沉淀剂，添加一定量硫酸盐，制得一系列异形分级薄水铝石，比表面积为46.4～104.1m²/g，孔体积为0.21～0.69cm³/g。

周继承等人在中国专利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，制得比表面积290.8～428m²/g孔体积0.67～2.92cm³/g的薄水铝石。

赵长伟等人在中国专利CN101746788A中以纳米型聚合氯化铝溶液为新原料制备出薄水铝石。

孙建川等人在中国专利CN104692429A中以硫酸铝和偏铝酸钠为原料，采用水热处理法制得比表面积400～800m²/g孔体积1.4～2.4cm³/g的薄水铝石。

以上所述专利中虽然采用了硝酸铝、氯化铝为原料制备出薄水铝石，但是制得的薄水铝石比表面积孔体积都比较小，有些虽然制备出了大比表面积大孔体积薄水铝石，但是存在过程复杂、加入表面活性剂等其他不利因素。孙建川等人虽然成功制备出大比表面积大孔体积薄水铝石，但孔径有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足，提供一种成本低廉环境友好的大孔径大比表面积薄水铝石的制备方法。

本发明以偏铝酸钠、可溶硫酸盐和酸性铝源为初始原料，先采用滴定法将偏铝酸钠溶液滴加到可溶硫酸盐和酸性铝源的混合溶液中，制备出薄水铝石前体-铝水氧化物，然后水热处理，经过老化结晶后冷却、洗涤，最后干燥得到大比表面积大孔体积薄水铝石。

本发明所述的薄水铝石的制备方法为：

a、将可溶硫酸盐加入到1-2mol/kg的酸性铝源溶液中，搅拌溶解至形成均一稳定溶液；

b、将偏铝酸钠溶液在不断搅拌的情况下滴加到步骤a配制的溶液中，得到的悬浮液pH值控制在7-11，优选9-10；

c、将得到的悬浮液转移到高压反应釜中，在50-140℃下晶化5-50h；

d、反应完成后将得到的白色沉淀物用去离子水和乙醇洗涤过滤，在60-100℃下干燥得到纯的薄水铝石。

步骤a所述的酸性铝源为氯化铝或硝酸铝。

步骤a所述可溶硫酸盐为硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵中的一种或几种，优选硫酸钠。

步骤a配制的溶液中硫酸根离子与铝元素的摩尔比为0-3，优选0.3-2，更优选0.1-0.6。

与现有技术相比，本发明不加入任何有机物、表面活性剂等，采用酸性铝源氯化铝或硝酸铝，水热合成出最可几孔径为9.00-16.31nm，比表面积为502.7-625.6m²/g，孔体积为1.70-2.57cm³/g的薄水铝石。反应体系中加入硫酸盐，引入硫酸根离子，使得到的薄水铝石孔径更大。本发明的制备方法成本低廉而且环境友好，且制得的薄水铝石具有大比表面积大孔体积，以及相对更大的孔径，更加有利于工业上的各种应用。

附图说明