[发明专利]一种等级孔大孔-介孔γ-Al2

说明书

本发明公开了一种具有等级孔大孔‑介孔γ‑Al₂O₃催化剂载体材料及其制备方法。该γ‑Al₂O₃催化剂载体材料具有大孔和介孔孔道，大孔孔壁由氧化铝纳米片组装而成，纳米片间相互堆积成褶皱状并形成丰富的介孔孔道，且大孔与介孔交叉贯通，比表面积高，反应活性位点多，反应所需能垒低，催化性能好。本发明通过一步制备生成具有等级孔大孔‑介孔体系的催化剂载体材料，该方法反应条件温和，操作简便，杂质引入量极少，有利于工业化推广。

技术领域

本发明涉及γ-Al₂O₃催化剂载体材料技术领域，具体涉及一种等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂载体材料及其制备方法。

背景技术

在目前工业生产中，已经投入使用的载体材料包括氧化铝、活性炭、氧化钛、硅铝酸盐等。其中，以属性优良的氧化铝载体应用最为广泛，约占到工业担载型催化剂载体的70％以上。在氧化铝的众多晶相中，又属γ-Al₂O₃性能最优。因其具有孔道属性可调、比表面积大、吸附性强、表面酸碱性可调、机械强度大、热稳定性高等优点，因而γ-Al₂O₃又有“活性氧化铝”的美称。

孔道属性不仅是评价催化剂性能的重要指标，也是影响催化性能的重要因素，主要涉及材料的比表面积、孔体积、平均孔径及孔径分布等一系列结构参数。较高的比表面积可以有效增加反应物与催化剂的接触面积，同时也保证了活性组分的均匀分布。孔道体系的引入进一步增加了反应物的流通扩散性，能够有效改善催化剂堵塞、积碳等问题。但目前的工业制备方法，在无外加模板剂或表面活性剂的情况下，很难制备出高比表面积、具备优良孔道属性的氧化铝载体材料，这也是催化剂整体催化效率难以进一步提升的主要问题。即使引入模板剂或表面活性剂，但模板剂制备复杂，操作要求高，表面活性剂价格昂贵等因素又限制了其大规模生产应用。因此，开发低成本、高效率制备具有高比表面积的氧化铝载体材料，同时又能有效改善调控氧化铝载体材料孔道属性，为催化反应提供更多选择，是目前研究者们所共同关注的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂载体材料及其制备方法，该载体材料具有等级孔大孔-介孔结构，且大孔孔壁是由具有介孔孔道的氧化铝纳米片堆积组装而成，比表面积高，催化性能好，其制备条件温和，操作简单，杂质少，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种具有等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂载体材料，该γ-Al₂O₃催化剂载体材料为保持高贯通性等级孔大孔-介孔结构的块状固体，大孔孔壁由氧化铝纳米片组装而成，纳米片间相互堆积成褶皱状并形成丰富的介孔孔道，且大孔与介孔交叉贯通。

按上述方案，γ-Al₂O₃催化剂载体材料中，大孔孔径为500nm-1μm；介孔孔径为5-10nm。

按上述方案，γ-Al₂O₃催化剂载体材料中，氧化铝纳米片长为80-100nm，宽为40-60nm，厚为10-20nm。

上述具有等级孔大孔-介孔γ-Al₂O₃催化剂载体材料的制备方法，包括以下步骤：

1)甲醇与去离子水混合搅拌均匀得澄清溶液；

2)将仲丁醇铝逐滴滴入步骤1)制得的澄清溶液中，得到混合溶液；

3)待步骤2)所得的混合溶液静置，抽滤，干燥得到白色沉淀前驱体；