一種高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制備高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的方法，其特點(diǎn)是用純度≥99.5%的鋁錠與純度≥99%的鑭系稀土金屬按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)10：1～200：1，在真空中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉得到Al-La合金鑄錠，鑄錠通過壓力加工制得厚度為0.05～0.5mm的薄帶，剪切成1～50mm長，1～50mm寬的矩形薄帶與異丙醇在1～5%無水三氯化鋁為催化劑的條件下85~95℃回流反應(yīng)4~8小時(shí)后，制備得到異丙醇鋁和異丙醇鑭系金屬二元醇鹽，此二元醇鹽在60~80℃不完全水解，在60~85℃減壓至0.09～0.01MPa后，經(jīng)過蒸餾、水解產(chǎn)物在85~95℃烘干、800～900℃煅燒，最終制備得到鑭系稀土金屬改性的高熱穩(wěn)定性氧化鋁載體粉體材料。
【專利說明】一種高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法，特別涉及一種用Al-La合金制備二元異丙醇鹽，再通過不完全水解、煅燒，從而制備得到稀土改性的高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]活性氧化鋁是當(dāng)前世界上大量使用的無機(jī)化工產(chǎn)品之一。活性氧化鋁的主要成分為Y、P等晶型的氧化鋁，是一種多孔性、高分散度的固體物料?；钚匝趸X的性質(zhì)特點(diǎn)主要為:比表面積大、反應(yīng)活性強(qiáng)、吸附性能好?；钚匝趸X是制備航天航空、兵器、電子、特種陶瓷等尖端材料的原料，是性能優(yōu)良的汽車尾氣凈化劑，在石油化工和化學(xué)工業(yè)中用作催化劑或載體，各種行業(yè)中的用作吸附劑和脫水劑。
[0003]目前活性氧化鋁的制備方法，主要分為兩種:一種是將拜耳法生產(chǎn)的三水鋁石或工業(yè)氫氧化鋁加熱脫水制得，但其雜質(zhì)含量較高，孔型及表面結(jié)構(gòu)難以改善；另一種方法是通過中和鋁鹽或鋁酸鈉溶液或由醇鋁分解來獲得鋁膠、擬薄水鋁石或一水軟鋁石，再在400-800°C下活化制得，由于對產(chǎn)品的性能要求不同，原料不同，相應(yīng)的制作過程也有很大的差異。
[0004]中國專利(CN1202010C)介紹了氧化鋁在La的存在下用溶膠-凝膠法制備后在1000-1100oC的溫度下長時(shí)間煅燒保持比表面在100m2/g。該方法在Al (OH) 3成凝膠狀態(tài)下加入稀土等改性的金屬氧化物，但存在加入不均勻的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的活性氧化鋁高溫穩(wěn)定性差等問題，提供一種高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法，它采用Al-La合金制備二元異丙醇鹽，再通過不完全水解、煅燒，從而制備得到稀土改性的高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法。
[0006]本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，其特征在于包括下列工藝步驟:
A:用純度≥99.5%的鋁錠與純度≥99%的鑭系稀土金屬，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)10:1~200:1，在真空中頻感應(yīng)熔煉爐中制備得到Al-La系合金鑄錠，合金鑄錠通過壓力加工制得厚度
0.05~0.5mm的薄帶,剪切成長度為I~50mm,寬度為I~50mm的矩形薄帶,矩形薄帶與異丙醇在I~5%無水三氯化鋁為催化劑的條件下85、5°C回流反應(yīng)4-8小時(shí)后，制備得到異丙醇鋁和異丙醇鑭系金屬二元醇鹽；
B:將步驟A制備得到的二元醇鹽在攪拌條件下6(T80°C水解，制備得到擬薄水鋁石和氫氧化鑭(系)的混合物，按照Al-La合金鑄錠與水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.5~5加水，使得有1%~5%的二元醇未水解；
C:將步驟B所得產(chǎn)物在6(T85°C減壓至0.1~0.02Mpa后，蒸餾I~4小時(shí)，蒸餾出水解產(chǎn)生的異丙醇，該異丙醇因不含水可直接回用；蒸餾后的產(chǎn)物在85、5°C烘干4飛小時(shí)，獲得產(chǎn)物；D:步驟C所獲得產(chǎn)物在800~900°C煅燒得到高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體粉體材料。
[0007]所述步驟A中的原料Al及稀土金屬鑭為符合純度要求的普通市售材料；所述回流反應(yīng)采用普通的水浴玻璃冷凝回流反應(yīng)器。
[0008]所述步驟B中水解時(shí)采用的水為電阻率不低于IOM Ω的純水，水解過程控制中水量，使二元醇鹽不完全水解，保留有1%~5%未水解的二元醇鹽；
本發(fā)明過程中所涉及的化學(xué)反應(yīng)
1、鋁與異丙醇的反應(yīng) 2A1+6C3H70H=2A1 (C3H7O) 3+3H2
2、醇鋁的水解反應(yīng)
Al (C3H7O) 3+3H20=Al (OH) 3+3C3H70H
3、鋁到氫氧化鋁的總反應(yīng) 2A1+6C3H70H+6H20=3H2+2A1 (OH) 3+6C3H70H
4、氫氧化鋁到氧化鋁的反應(yīng) 2 Al (OH) 3=A1203+3H20
5、從鋁到氧化鋁的總反應(yīng) 2A1+6C3H70H+6H20=3H2+6C3H70 H+A1203+3H20
從反應(yīng)方程式可以看出，理論上異丙醇在正反應(yīng)過程不消耗。
[0009]本專利創(chuàng)新在于把稀土元素以合金的方式與Al —起生成二元醇鹽，然后共同不完全水解，最終煅燒為稀土氧化物，因此，稀土氧化物分布更為均勻，最終在1200°C，24小時(shí)煅燒后仍然保持60m2/g的比表面積及0.45ml/g的孔容，顯示了優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性。該改性粉體材料經(jīng)過1200°C老化后仍然具有較高的比表面積及孔容。
[0010]本發(fā)明工藝簡潔、流程短、能耗低、環(huán)境友好、無環(huán)境污染，能夠進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，具有明顯的創(chuàng)新性，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖以實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于此。
[0012]圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案通過圖1的工藝流程實(shí)現(xiàn):
(1)用純度≥99.5%的鋁錠與純度≥99%的鑭系稀土金屬按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)10:1~200:I，在真空中頻感應(yīng)熔煉爐中制備得到Al-La合金鑄錠；
(2)鑄錠通過壓力加工制得厚度0.05~0.5mm的薄帶，剪切成長度為10~500mm，寬度為10~500mm的薄帶；
(3)剪切好的薄帶與異丙醇在I~5%無水三氯化鋁為催化劑的條件下85、5°C回流反應(yīng)1~8小時(shí)后，制備得到異丙醇鋁和異丙醇鑭系二元醇鹽；
(4)二元醇鹽在攪拌條件下6(T80°C水解，制備得到擬薄水鋁石和氫氧化鑭(系)的混合物，按照Al-La合金鑄錠與水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.5~5加水，使得有1%~5%的二元醇未水解；
(5)所得產(chǎn)物6(T85°C減壓至0.1~0.02MPa蒸餾I~4小時(shí)，蒸餾出水解產(chǎn)生的異丙醇，該異丙醇因不含水可直接回用。蒸餾后的產(chǎn)物在85、5°C烘干4飛小時(shí)；
(6)在800~900°C煅燒得到高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體粉體材料。
[0014]需要說明的是:
步驟(1)中所述的金屬鋁純度> 99.5%，鑭系稀土金屬純度> 99%，均為普通市售材料； 步驟(1)中所述的真空中頻感應(yīng)熔煉爐為工業(yè)常用設(shè)備；
步驟(3)中所述的回流反應(yīng)為普通的水浴玻璃冷凝回流反應(yīng)器；
步驟(4)中水解時(shí)采用的水為電阻率不低于IOMΩ的純水。
[0015]實(shí)施例1
按質(zhì)量分?jǐn)?shù)Al:La=20:l的加料量在現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)的真空中頻熔煉爐中制備得到Al-La合金鑄錠，該鑄錠經(jīng)過常規(guī)的表面處理后，通過壓力加工的方法，加工到厚度為
0.1mm薄帶,經(jīng)過表面清洗后剪切成長度為2mm,寬度為IOmm的矩形薄帶,取其中的100g加入回流反應(yīng)器中，再加入600g工業(yè)異丙醇及3g無水三氯化鋁。水浴加熱到95°C，4小時(shí)后反應(yīng)完畢生成二元醇鹽。 此二元醇鹽在60°C攪拌條件下加入190g水進(jìn)行不完全水解。水解產(chǎn)物在85°C減壓至0.1Mpa蒸餾I小時(shí)，蒸餾出水解產(chǎn)生的異丙醇，該異丙醇可直接回用。蒸餾后的產(chǎn)物在95°C烘干4小時(shí)。烘干完的產(chǎn)物在900°C煅燒I小時(shí)制備得到高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁。比表面積不小于220m2/g，孔容不小于0.8ml/g。經(jīng)過1200°C，24時(shí)老化試驗(yàn)后表面積不小于80m2/g,孔容不小于0.55ml/g實(shí)施例2
按質(zhì)量分?jǐn)?shù)Al:La=100:1的加料量在現(xiàn)有常規(guī)技術(shù)的真空中頻熔煉爐中制備得到Al-La合金鑄錠，該鑄錠經(jīng)過常規(guī)的表面處理后，通過壓力加工的方法，加工到厚度為
0.2mm，經(jīng)過表面清洗后剪切成長度為2mm，寬度為3 mm的矩形薄帶，取其中的100g加入回流反應(yīng)器中，再加入600g工業(yè)異丙醇及3g無水三氯化鋁。水浴加熱到85°C，8小時(shí)后反應(yīng)完畢生成二元醇鹽。此二元醇鹽在80°C攪拌條件下加入198g水進(jìn)行不完全水解。水解產(chǎn)物在60°C減壓至0.1Mpa蒸餾I小時(shí)，蒸餾出水解產(chǎn)生的異丙醇，該異丙醇可直接回用。蒸餾后的產(chǎn)物在85°C烘干6小時(shí)。烘干完的產(chǎn)物在900°C煅燒I小時(shí)制備得到高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁。比表面積不小于150m2/g，孔容不小于0.7ml/g。經(jīng)過1200°C，24時(shí)老化試驗(yàn)后表面積不小于60m2/g,孔容不小于0.45ml/g。
【權(quán)利要求】
1.一種高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法，其特征在于包括下列工藝步驟: A:用純度≤99.5%的鋁錠與純度≤99%的鑭系稀土金屬，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)10:1~200:1，在真空中頻感應(yīng)熔煉爐中制備得到Al-La系合金鑄錠，合金鑄錠通過壓力加工制得厚度0.05~0.5mm的薄帶,剪切成長度為I~50mm,寬度為I~50mm的矩形薄帶,矩形薄帶與異丙醇在I~5%無水三氯化鋁為催化劑的條件下85、5°C回流反應(yīng)8小時(shí)后，制備得到異丙醇鋁和異丙醇鑭系金屬二元醇鹽； B:將步驟A制備得到的二元醇鹽在攪拌條件下6(T80°C水解，制備得到擬薄水鋁石和氫氧化鑭(系)的混合物，按照Al-La合金鑄錠與水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.5~5加水，使得有1%~5%的二元醇未水解； C:將步驟B所得產(chǎn)物在6(T85°C減壓至0.1~0.02Mpa后，蒸餾I~4小時(shí)，蒸餾出水解產(chǎn)生的異丙醇，該異丙醇因不含水可直接回用；蒸餾后的產(chǎn)物在85、5°C烘干4飛小時(shí)，獲得產(chǎn)物； D:步驟C所獲得產(chǎn)物在800~900°C煅燒得到高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體粉體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法，其特征在于所述步驟A中的原料Al及稀土金屬鑭為符合純度要求的普通市售材料；所述回流反應(yīng)采用普通的水浴玻璃冷凝回流反應(yīng)器；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高熱穩(wěn)定性改性氧化鋁載體的制備方法，其特征在于所述步驟B中水解時(shí)采用的水為電阻率不低于IOM Ω的純水,水解過程控制中水量,使二元醇鹽不完全水解，保留有1%~5%未水解的二元醇鹽。
【文檔編號】C01F7/30GK103818938SQ201410067575
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】王耀東, 胡勁, 王玉天, 文勁松, 王開軍, 孔令彥 申請人:昆明鉑生金屬材料加工有限公司