[发明专利]钛改性大孔氧化铝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钛改性大孔氧化铝，该氧化铝具有如下性质：大孔氧化铝为γ晶态，总孔隙率60%‑85%，所述的大孔孔径为100‑1000nm，大孔占总孔隙率的比例为40%‑90%；大孔分布均匀且三维贯通；大孔壁厚与孔径尺寸比值为0.5‑4.5；侧压破碎强度为8‑25N/mm。本发明的钛改性大孔氧化铝，钛元素在氧化铝体相均匀分散及掺杂，钛含量以氧化钛计为0.5wt%‑45wt%。本发明的钛改性大孔氧化铝的BET比表面积为200‑450m²/g，孔容为0.50‑1.50cm³/g。本发明的大孔氧化铝，大孔具有三维贯通性，材料机械强度高，能够满足现有多相催化反应的强度要求，可作为催化剂的良好载体使用。

技术领域

本发明涉及一种钛改性大孔氧化铝及其制备方法，属于无机材料制备领域。

背景技术

随着原油日趋重质化、劣质化以及环保法规的严格，汽油和柴油的加氢工艺逐渐向加工高硫油和生产超低硫的清洁环保石油燃料方向转移。催化剂的研发是加氢工艺的核心，加氢催化剂最常用的载体是γ-氧化铝。为开发新型高效的加氢催化剂，单纯的氧化铝载体难以很好地满足加氢技术的需求，因此，通过引入特定元素制备复合氧化铝载体很有必要。氧化钛具有良好的酸性和抗积炭、抗中毒能力，但由于比表面积及孔容较小，自身不适合用于催化载体材料。如将其作为改性组分引入到氧化铝上形成复合载体，复合物则兼具氧化铝的高比表面积、高孔容及氧化钛的良好的酸性和抗积炭、抗中毒能力等优点。

“钛改性纳米自组装大孔氧化铝载体的制备及表征”（应用化工，2016，45（9）：1788-1802）采用四氯化钛为原料制备了钛改性纳米自组装大孔氧化铝载体，复合载体具有最适宜加氢催化的孔道和表面酸性。但所采用的超增溶自组装法与硝酸盐乳化炸药制备体系非常类似，在高温高压的反应下爆炸隐患较大。同时，所用四氯化钛溶液易水解生成二氧化钛大颗粒，致使钛元素在材料中分布不均匀。

“钛铝复合氧化物载体的制备及其性能研究”（无机盐工业，2018，50（3）：74-76）采用共沉淀法制备了钛铝复合氧化物，所得产物没有三维大孔结构。

CN99113284.X制备了含钛氢氧化铝，但由于钛盐溶液中含有氯离子及硫酸根等离子会腐蚀设备，焙烧时产生的排放物环境污染严重，所得产物不具备三维大孔结构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种钛改性大孔氧化铝及其制备方法。该大孔氧化铝的大孔三维贯通，材料机械强度高，能够满足现有多相催化反应的强度要求，可作为催化剂的良好载体使用。

本发明的钛改性大孔氧化铝，具有如下性质：大孔氧化铝为γ晶态，总孔隙率60%-85%，所述的大孔孔径为100-1000nm，大孔占总孔隙率的比例为40%-90%，优选为50%-70%；大孔分布均匀且三维贯通；大孔壁厚与孔径尺寸比值为0.5-4.5，优选为1-4；侧压破碎强度为8-30N/mm，优选为10-25N/mm。本发明的钛改性大孔氧化铝，钛以二氧化钛的形式在氧化铝体相均匀分散及掺杂，钛元素团簇尺寸为0.5nm-2.5nm。钛含量以二氧化钛计为0.5wt%-45wt%，优选为1wt%-35wt%。本发明的钛改性大孔氧化铝的BET比表面积为200-450m²/g，孔容为0.50-1.50cm³/g。

本发明的钛改性大孔氧化铝的制备方法，包括如下内容：

（1）将胶溶剂缓慢加入到勃姆石悬浊液中，然后升温老化一定时间，得到澄清的铝溶胶；

（2）将铝溶胶、无机铝盐、甲醇钛、聚乙二醇、酰胺类化合物和低碳醇水溶液混合均匀，然后再加入环氧丙烷和/或吡啶，混合均匀得到凝胶；

（3）将步骤（2）的凝胶进行老化，得到老化产物，然后经低碳醇水溶液浸泡、固液分离，固相经干燥和焙烧，得到钛改性大孔氧化铝。