[发明专利]一种γ-氧化铝微球及其制备方法

说明书

本发明属于功能材料技术领域，尤其涉及一种γ‑氧化铝微球的制备方法。本发明以仲丁醇铝作铝源制备前驱体溶胶，过程简便快速，制备出的γ‑氧化铝微球纯度较高，保证了微球的均一性、球形度、表面光滑程度和强度；本发明在同轴环管型微通道中利用连续相流动产生的剪切力得到单分散性高的分散相液滴，进一步的，在固化过程中，利用温度引发、pH内部引发和pH外部引发在微通道内实现分散相液滴的快速凝胶化和固化，保证了γ‑氧化铝微球的球形度和均一性，且表面光滑，内部孔结构可控；本发明提供的γ‑氧化铝微球直径为300～500μm，比表面积为290～400m²/g，孔容为1.2～1.6mL/g，压碎强度为18～27N/mm²。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，尤其涉及一种γ-氧化铝微球及其制备方法。

背景技术

γ-氧化铝具有比表面积大、高强度、热稳定性好等优点，是一种理想的催化剂载体和离子交换剂。γ-氧化铝微球能够以点接触的形式均匀堆积在色谱柱或固定床内，能够有效减小柱内或床层阻力。γ-氧化铝微球内部的孔结构对于其应用具有重要影响，其内部的大孔结构能够降低内部传质阻力，介孔结构能增大其有效比表面积，利于在催化过程中的选择加氢等过程。当γ-氧化铝微球作催化剂载体时，可能需要负载贵金属，贵金属与载体内的杂质反应后会降低催化活性，因此载体的纯度应较高。同时，催化剂磨损可能导致表面的活性组分流失或产生小颗粒堵塞反应器，因此，载体同时也应具有较高的强度。

目前，粒径在100μm以下或1000μm以上的γ-氧化铝微球可以通过喷雾干燥法、油柱成型法和油氨柱成型法等传统方法制备。然而，喷雾干燥法得到的微球粒径一般小于100μm，且分布不均匀，成球率低并且耐磨性差；油柱成型法利用振动形成液滴并且利用表面张力维持其球型度，制备出的微球直径在0.2～3mm且分布不均匀；油氨柱成型法过程中使用的氨气污染较大，耗时久，能耗大，且制备出的微球粒径分布不均一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种γ-氧化铝微球及其制备方法，本发明制备的γ-氧化铝微球粒径分布均匀。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种γ-氧化铝微球的制备方法，包括以下步骤：

将仲丁醇铝与水混合，进行水解，向所得水解产物中加入稀硝酸进行胶解，然后向所得铝溶胶中加入三嵌段共聚物，得到前驱体溶胶；

将所述前驱体溶胶与甲基纤维素和六亚甲基四胺混合，得到分散相；

在连续相作用下，将所述分散相在同轴环管型微通道中进行剪切，得到分散相液滴；

将所述分散相液滴依次进行固化、干燥和焙烧，得到γ-氧化铝微球。

优选的，所述水解产物的固含量为5～15wt％。

优选的，进行胶解时，酸铝摩尔比为0.10～0.14。

优选的，所述甲基纤维素与水解产物的质量比为0.005～0.3:1；所述六亚甲基四胺与水解产物的质量比为0.005～0.3:1。

优选的，所述连续相为三辛胺、Span85和正辛醇；所述三辛胺占连续相质量的1～30％；所述Span85占连续相质量的2％。

优选的，所述连续相的流量为0.1～8mL/min；所述分散相的流量为1～200μL/min。

优选的，所述固化包括依次进行的凝胶化和凝固浴固化，所述凝胶化和凝固浴固化的温度独立为70～100℃。

优选的，所述凝固浴固化所用凝固浴的组分为Span85和正辛烷；所述凝固浴中正辛烷的浓度为80～98wt％。

优选的，所述焙烧的温度为550～700℃，焙烧的时间为3～6h。