專利名稱：：一種大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法
技術領域：
：本發明涉及一種活性氧化鋁特別是大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，屬于無機氧化物的制備
技術領域：
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背景技術：
：氧化鋁是一種工業應用非常廣泛的無機氧化物。作為載體，它是許多催化劑的重要組成部分，如汽車尾氣催化凈化催化劑中蜂窩載體表面的涂層用到氧化鋁，石油化工過程中的加氫精制催化劑載體就是氧化鋁，許多加氫反應催化劑的載體也用氧化鋁。另外，氧化鋁還可用作吸附劑和干燥劑。比表面積和孔容是影響氧化鋁性能的兩個重要參數。國內外關于不同孔容不同比表面積氧化鋁的制備有很多專利方法。美國專利US4248852(Processfortheproductionofaluminasuitableforuseasacatalystcarrier，一種適于作催化劑載體用氧化鋁的制備方法，1981年2月3號公開)公開的氧化鋁制備方法是pH擺動法，通過該方法可以控制所得氧化鋁的孔徑、孔容和孔分布。但此方法工藝復雜、生產效率低。中國專利CN1164563A(一種作催化劑載體用氧化鋁的制備方法，1997年11月12號公開)提供一種作催化劑載體用γ-Al2O3的制備方法，該法采用鋁鹽溶液或酸溶液與堿溶液或堿金屬鋁酸鹽為基本原料，使兩種溶液交替加入反應釜中，使其pH值在由酸至堿，再由堿至酸交替變化的情況下成膠，所制備的γ-Al2O3比表面積可達250～350m2/g，但孔容僅為0.55～0.75ml/g。中國專利CN1254684A(一種偏鋁酸鈉-二氧化碳法制備活性氧化鋁的方法，2000年5月31號公開)公開的活性氧化鋁的制備方法為偏鋁酸鈉和CO2中和法，該法所制備的活性氧化鋁孔容最大為0.88ml/g。CN1425612A(活性氧化鋁的制備方法，2003年6月25號公開)公開的活性氧化鋁的制備方法為，以氯化鋁、氨水和擴孔劑草酸銨或檸檬酸銨等為原料，配成混合水溶液，加熱濃縮此溶液以生成氫氧化鋁沉淀，再經干燥、焙燒即可得到活性氧化鋁，雖然此法得到的氧化鋁孔容可高達1.225ml/g，但比表面積卻低于190m2/g。CN1528668A(細粒狀活性氧化鋁的制備方法，2004年9月15日)公開的一種細粒狀活性氧化鋁的制備方法，是將工業氫氧化鋁在攪拌條件下煅燒，冷卻后篩分制得，該方法所得氧化鋁比表面積為150～280m2/g，但孔容較低，為0.38～0.45ml/g。上述制備氧化鋁的方法存在工藝復雜、所制氧化鋁難以同時具有高比表面積和大孔容等缺點。
發明內容為解決氧化鋁制備過程中存在的工藝復雜、高比表面積和大孔容難以兩全的問題，本發明提供了一種工藝簡單，既具有大孔容又具有高比表面積的活性氧化鋁的制備方法。本發明的具體步驟如下1)以水、有機醇，或者與水互溶的有機溶劑的水溶液中的一種做溶劑，將鋁鹽和環糊精溶解于其中，配成混合溶液。混合溶液中環糊精的濃度為0.005～1.6mol/L，最好為0.006～0.1mol/L，鋁鹽的濃度以鋁計為0.1～3.0mol/L；所述的鋁鹽為硝酸鋁、硫酸鋁或氯化鋁，最好為硝酸鋁；所述的環糊精是α、β或γ環糊精，最好為β環糊精。所述的有機醇選自乙二醇、丙二醇、甘油中的一種，所述的與水互溶的有機溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、甘油、二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種。2)在不斷攪拌下，向步驟1)所得混合溶液中加入堿溶液至pH值≥6，得到含有固體析出物的漿料。所述的堿溶液選自氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、堿金屬的氫氧化物和堿金屬的碳酸鹽的水溶液的一種或幾種，最好為碳酸銨水溶液。3)將步驟2)得到的漿料過濾，用去離子水洗滌；4)將步驟3)得到的濾餅于80～150℃干燥4～12h；5)將步驟4)得到的固體粉末于400～1000℃焙燒2～6h，即得到大孔容高比表面積氧化鋁。本發明與現有技術相比具有如下優點1)生產工藝簡單，環境友好；2)本發明所制備的活性氧化鋁同時具有大孔容和高比表面積，由本發明所制備的氧化鋁比表面積為220～480m2/g，孔容為0.7～1.55ml/g。具體實施例方式下面用實施例進一步闡明本發明。實施例1稱取4.0gβ環糊精和37.51克硝酸鋁溶解于100ml乙二醇中，配成β環糊精濃度為0.035mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表1。實施例2稱取8.0gα環糊精和37.51克硝酸鋁溶解于100ml乙二醇中，配成α環糊精濃度為0.08mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表1。實施例3稱取3.3gγ環糊精和18.75克硝酸鋁溶解于500ml乙醇水溶液(乙醇與水體積比為1∶1)中，配成γ環糊精濃度為0.005mol/L、鋁濃度為0.10mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表1。實施例4制備方法與實施例1相似，區別在于加入碳酸銨水溶液使pH值為6.0，所得結果列于表1。實施例5制備方法與實施例1相似，區別在于加入氫氧化鉀水溶液使pH值為11.0，所得結果列于表1。實施例6稱取4.0gβ環糊精和37.51克硝酸鋁溶解于100ml丙醇水溶液(30ml丙醇和70ml水)中，配成β環糊精濃度為0.035mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，80℃烘12h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表2。實施例7稱取103.8gγ環糊精和36.25克氯化鋁溶解于50ml丙醇水溶液(30ml丙醇和70ml水)中，配成γ環糊精濃度為1.6mol/L、鋁濃度為3.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，150℃烘4h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表2。實施例8稱取4.0gβ環糊精和34.21克硫酸鋁溶解于100ml丙醇水溶液(30ml丙醇和70ml水)中，配成β環糊精濃度為0.035mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表2。實施例9稱取8.0gβ環糊精和37.51克硝酸鋁溶解于100ml乙二醇中，配成β環糊精濃度為0.07mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加氨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表3。實施例10制備方法與實施例9相似，區別在于所用堿液為氫氧化鈉水溶液，所得結果列于表3。實施例11制備方法與實施例9相似，區別在于所用堿液為碳酸鈉水溶液，所得結果列于表3。實施例12制備方法與實施例9相似，區別在于所用堿液為碳酸鈉和氫氧化鈉的混合水溶液，所得結果列于表3。實施例13稱取8.0gβ環糊精和37.51克硝酸鋁溶解于100ml乙二醇中，配成β環糊精濃度為0.07mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，400℃焙燒6h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表4。實施例14制備方法與實施例13相似，焙燒溫度分別為500、650、800和1000℃，焙燒時間為2h，所得結果列于表4。實施例15稱取1.5gβ環糊精和24.15克氯化鋁溶解于100ml水中，配成β環糊精濃度為0.013mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表5。實施例16稱取1.5gβ環糊精和24.15克氯化鋁溶解于100ml甘油中，配成β環糊精濃度為0.013mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表5。實施例17稱取1.5gβ環糊精和24.15克氯化鋁溶解于100ml丙二醇中，配成β環糊精濃度為0.013mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，650℃焙燒2h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表5。實施例18制備方法與實施例15相似，區別在于所用溶劑為丙二醇水溶液(丙二醇與水的體積比為50∶50，所得結果列于表5。實施例19制備方法與實施例15相似，區別在于所用溶劑為甘油水溶液(甘油與水的體積比為50∶50，所得結果列于表5。實施例20稱取8.0gβ環糊精和24.15克氯化鋁溶解于100ml二甲基亞砜水溶液(二甲基亞砜與水的體積比為60∶40)中，配成β環糊精濃度為0.07mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，400℃焙燒6h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表5。實施例21稱取8.0gβ環糊精和24.15克氯化鋁溶解于100ml二甲基甲酰胺的水溶液(二甲基甲酰胺與水的體積比為50∶50)中，配成β環糊精濃度為0.07mol/L、鋁濃度為1.0mol/L的混合溶液，不斷攪拌下向其中滴加0.1mol/L碳酸銨水溶液到pH值為9.0，所得漿料經過濾、去離子水洗滌，90℃烘6h，400℃焙燒6h，即得活性氧化鋁，其主要性質列于表5。表6列出了本發明所制備的氧化鋁與國內外同類產品的性質對比情況，對比結果表明，本發明所制備的氧化鋁既具有大的孔容，又具有高的比表面積。表1實施例1～5產品主要性質表2實施例6～8產品主要性質表3實施例9～12產品主要性質表4實施例13～14產品主要性質表5實施例15～21產品主要性質表6與國內外同類產品比較權利要求1.一種大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于，該制備方法的具體步驟如下1)以水、有機醇，或者與水互溶的有機溶劑的水溶液中的一種做溶劑，將鋁鹽和環糊精溶解于其中，配成混合溶液，混合溶液中環糊精的濃度為0.005～1.6mol/L，鋁鹽的濃度以鋁計為0.1～3.0mol/L；2)在不斷攪拌下，向步驟1)所得混合溶液中加入堿溶液至pH值≥6，得到含有固體析出物的漿料；3)將步驟2)得到的漿料過濾，用去離子水洗滌；4)將步驟3)得到的濾餅于80～150℃干燥4～12h；5)將步驟4)得到的固體粉末于400～1000℃焙燒2～6h，即得到大孔容高比表面積氧化鋁。2.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于所述的鋁鹽為硝酸鋁、硫酸鋁或氯化鋁。3.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于所述的環糊精是α、β或γ環糊精。4.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于所述的有機醇為乙二醇、丙二醇或甘油中的一種。5.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于所述的與水互溶的有機溶劑選自甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、甘油、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種。6.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，其特征在于所述的堿溶液為氨水、碳酸銨、碳酸氫銨、堿金屬的氫氧化物和堿金屬的碳酸鹽的水溶液的一種或幾種。全文摘要一種大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法，屬于無機氧化物的制備
技術領域：
。為解決氧化鋁制備過程中存在的工藝復雜、高比表面積和大孔容難以兩全的問題，本發明提供了一種工藝簡單，既具有大孔容又具有高比表面積的活性氧化鋁的制備方法，即向含有鋁鹽和環糊精的混合溶液中加入堿溶液沉淀劑，得到的沉淀經洗滌、干燥及高溫焙燒，即可得到活性氧化鋁。采用本發明所述方法制備的氧化鋁比表面積可達220～480m文檔編號C01F7/02GK1762579SQ20051008638公開日2006年4月26日申請日期2005年9月9日優先權日2005年9月9日發明者王來軍,文明芬,宋崇立,陳靖申請人:清華大學