[发明专利]一种晶体氧化铝及其在过氧化氢制备工艺中的应用

说明书

本发明提供了一种晶体氧化铝及其在过氧化氢制备工艺中的应用，该技术方案将NaAlO₂溶液与Al₂(SO4)₃溶液以特定流速混合后，在恒温搅拌条件下进行一次中和反应，而后将反应浆液与Na₂CO₃溶液按特定流速混合，再在恒温搅拌条件下进行二次中和反应，所得产物经老化处理后反复加以洗涤，最终进行闪蒸干燥，从而得到晶体氧化铝产品。本发明过程简单，反应时间短，对环境绿色友好，同时具有产品纯度和细度高等技术优势。在此基础上，本发明开发了上述晶体氧化铝在过氧化氢制备工艺中的应用，在浆态床‑流化床协同催化下，使催化剂与物料接触充分，相比于流化床催化效果更好。

技术领域

本发明涉及化学工程技术领域，进一步涉及催化剂的制备及应用，具体涉及一种晶体氧化铝及其在过氧化氢制备工艺中的应用。

背景技术

近年来，纳米氧化铝的广泛应用带来了一个崭新的科研方向，纳米科学技术的进步对氧化铝产业产生了深远的影响。作为特种功能材料的纳米氧化铝，具有高硬度、高强度、耐腐蚀、抗磨损、耐高温、高绝缘性、高抗氧化性等许多优良的特性，因此大范围应用于精密陶瓷、生物陶瓷、化工催化剂、耐火材料、集成电路和航空航天等方面。

高质量、性能优良和成本低廉的纳米氧化铝粉体的制备，一直是国内外研究者们关注的焦点，按照其在制备的过程中是否伴随有化学反应、制备的条件、制备时的物相，有三种分类方法:第一类，物理法、化学法以及物理化学法；第二类，湿法和干法；第三类，固相法、液相法和气相法。

第三类方法是目前应用最广和最重要的方法，下面主要以第三类方法来综述纳米氧化铝的制备。第一种是固相法，第二种方法是液相法，第三种方法是微乳液法。

固相法，就是将铝或者铝盐进行研磨和煅烧，然后经固相反应后直接得到纳米氧化铝；固相法又可以分为机械粉碎法、非晶晶化法、硫酸铝铵热解法和燃烧法等。机械研磨法杂质比较多，并且粒子的形状大小不规则，噪音大，粉尘多，会对环境和人体造成伤害；好处是操作简便，产量高、且成本较低；非晶晶化法工艺简单，操作简便，可以不经过成型处理就能够得到纳米氧化铝。这种方法的缺陷在于，制备过程中，产生二氧化硫等有害气体易造成环境污染，且SO₂对设备具有腐蚀作用，如果操作者没有做好防护措施，或者没有做好尾气处理，容易造成气体中毒。燃烧法也是目前制取纳米氧化铝的一种新方法，这种方法优点是得到的产物杂质含量较少，得到的粉体超细，能够生产高活性的亚稳态产物；缺点是爆炸燃烧具有一定的危险性，燃烧的温度不好控制，产物的收集也具有一定的难度。固相法的优点是生产的产量大，设备工艺简单，成本低，易于实现工业化生产；这种方法的缺点是粉体的纯度和细度达不到要求，而且粒度分布不均，容易团聚。

液相法。液相法是最常用的合成纳米氧化铝微粒的方法，这种方法又称为湿化学法，液相法又分为沉淀法，溶胶凝胶法，水热合成法，微乳液法和电化学法等。

1、沉淀法。沉淀法按其特点可分为直接沉淀法、间接沉淀法、水解沉淀法、共沉淀法等。

2、溶胶凝胶法。溶胶凝胶法是将铝盐(如醇盐等)水解后进行聚合反应得到氧化铝的水合物，这种水合物呈胶状，待其均匀后将其浓缩为透明的凝胶，然后再对其进行焙烧烘干，就可以得到超细的氧化铝的粉体，即为纳米氧化铝。用这种方法可以制备得高纯度、高均匀度的纳米氧化铝，而且颗粒的尺寸大小还可以控制。但是这种方法醇盐价格昂贵，制备成本高。

3、微乳液法。微乳液反应法制备超细的纳米氧化铝近年来比较流行，微乳液是由水相、油相和添加剂三种物质组成，在反应中，水相和油相不能互溶，把反应物的液相以微小的液滴滴入油相中，在添加剂(表面活性剂、助表面活性剂)的作用下均匀分散在油相中，水相会被添加剂组成的微小单分子层界面包围，形成微乳颗粒，尺寸可以控制在10～100nm，这些微粒在油相中是独立分开的，因此就能够制备得到纳米级别的产物，而且解决了团聚的问题。