[发明专利]一种核壳结构氧化铝载体及其制备及应用

说明书

本发明属于脱氢催化剂领域，具体涉及一种核壳结构氧化铝载体及其制备方法，以及在催化剂中的应用。所述载体以氧化铝或氧化硅作为内核物质晶种，并在内核物质晶种表面首先生长出氧化铝前驱体，再经焙烧后得到活性氧化铝作为外壳，所述活性氧化铝为氧化铝表面含有L酸位点。本发明同时提供了所述载体的制备方法，包括液相法和固相法；并且提供了一种采用所述载体制备催化丙烷脱氢反应催化剂的方法。本发明所提供的核壳结构氧化铝载体具有表面性质高度一致、产率高、废液很少等优点，将制得的氧化铝作为载体得到的催化剂，应用于丙烷脱氢催化反应中，其性能稳定，重复性好。

技术领域

本发明属于脱氢催化剂领域，具体涉及一种核壳结构氧化铝载体及其制备方法，以及在催化剂中的应用。

背景技术

氧化铝因其诸多优良特性，如发达的孔道结构、较大的比表面积和孔体积、可调变的孔径，丰富的酸碱活性位，作为载体在催化应用方面具有重要价值。氧化铝的制备、研究及应用有数十年的历史，制备方法的差异性决定了氧化铝结构及性能的多样性。

在催化应用领域中，催化反应主要发生在催化剂的表面，催化剂载体表面性质会直接影响反应的活性。商业的氧化铝载体产品种类多，制备方法多，导致商业氧化铝的表面性质，主要是表面酸性难以控制；另外由于氧化铝前躯体来源多，如氢氧化铝，拟薄水铝石，碳酸铝胺，硫酸铝铵，铝干胶等，引起批次质量不稳定。负载活性组分后催化剂性能不稳定，波动大，导致催化性能重复性比较差。因此需要提供一种方法来制备表面性质高度一致且结构可控的高活性氧化铝载体。

文献已报道过通过表面改性及包覆的方法修饰氧化铝载体的方法。其中专利CN101069832公开了一种改性氧化铝的生产方法，采用醋酸和氯化钯处理氢氧化铝，然后制成氧化铝，以此来增大比表面积，但是并不能保证其表面性质的均一性；专利CN1086229A公开了一种镍铝尖晶石包覆氧化铝的制备方法，包括通过溶液反应法，以水为溶剂在氧化铝粉末表面包覆NiO纳米层；专利CN102300624A公开了一种在二氧化硅包覆的氧化铝载体上制备催化剂的生产方法，包括在氧化铝浆料中加入粘结剂，通过液相沉积的方法在氧化铝表面物理涂覆二氧化硅层。在应用于烯烃聚合反应中，该反应常以二氧化硅为载体制备催化剂且活性好，而通过引入少量氧化铝的目的在于，降低反应所产生的聚合物中长支化链的影响，但最终影响活性的是二氧化硅。显然，该催化剂载体的主体部分已不再是氧化铝。

专利CN107824172A和论文“Easy hydrothermal synthesis of externalmesoporousγ-Al₂O₃nanorods as excellent supports for Au nanoparticles in COoxidation”曾经报道了一种氧化铝的制备方法，得到氧化铝负载Au在CO低温氧化表现出高活性，负载Pt在烷烃脱氢表现出高活性，但制备成本高。

现有技术中存在的技术问题有：现有技术中氧化铝载体负载活性组分后催化剂性能不稳定，波动大，导致催化性能重复性比较差；或者氧化铝载体负载贵金属后活性高但是制备成本也高。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种以惰性氧化物(氧化铝或氧化硅)颗粒为支撑内核，表面原位生长一层富含L酸的氧化铝载体的制备方法。基于表面包覆理论，引入表面惰性的商业氧化铝或氧化硅及其水合物作为晶种，通过液相法和固相法在表面包覆一层厚度可控的高活性氧化铝，得到一种壳核结构氧化铝载体。所得到的载体氧化铝表面性质均一，重复性好，该制备方法简单，制备过程使用和产生的废液少，经济环保，生产成本低。

具体来说，本发明为了解决上述技术问题，提供了如下技术方案：

一种核壳结构氧化铝载体，其特征在于，所述载体以氧化铝或氧化硅作为内核物质晶种；

以在所述内核物质晶种表面首先生长出氧化铝前驱体，再经焙烧得到的活性氧化铝作为外壳，其中，所述活性氧化铝为表面含有L酸位点的氧化铝。