專利名稱：一種利用聚合氯化鋁制備球形氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用聚合氯化鋁制備球形氧化鋁的方法，具體地說，涉及一種采用溶膠-凝膠技術(shù)和油滴技術(shù)相結(jié)合利用聚合氯化鋁制備球形氧化鋁的方法，該球形氧化鋁可用于石油化工及精細(xì)化工等領(lǐng)域作為催化劑或催化劑載體。
背景技術(shù)：
氧化鋁作為催化劑或催化劑載體應(yīng)用時，其形狀及性質(zhì)對其使用效果有很大影響。球形氧化鋁，由于其堆砌規(guī)則均勻、利于減少流體阻力、耐磨強度好、同時具有提高傳質(zhì)和催化的效果，目前在石油化工、環(huán)保等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。將溶膠-凝膠法和油滴法結(jié)合是制備氧化鋁小球的一種常用的方法。它包括將鋁溶膠滴入油氨柱中，溶膠粒子由于表面張力作用在油層中形成小球，在下層氨水中凝膠老化。后經(jīng)干燥、煅燒得球形氧化鋁。研究證實，上述方法制備的球形氧化鋁，其結(jié)構(gòu)性能取決于不同鋁源及工藝參數(shù)。 目前，在球形氧化鋁制備過程中多采用有機醇鋁、金屬鋁粉、無機鋁鹽或鋁酸鹽等為原料制備鋁溶膠。USP4116882采用烷氧基鋁水解的高純氧化鋁制備鋁溶膠，經(jīng)油氨柱成型，老化、 干燥、煅燒制得球形氧化鋁。USP2620314采用鹽酸水溶液浸煮金屬鋁制成鋁溶膠，溶膠經(jīng)油柱成型，經(jīng)加壓老化、水洗、干燥、煅燒，水蒸氣擴孔處理得到球形氧化鋁。UPS4390456的方法是以偏鋁酸鈉、硫酸鋁為原料制備鋁溶膠，采用油氨柱成型，氨液中老化，干燥，焙燒制得球形氧化鋁。US4M2113公開的油氨柱成型法制備球形氧化鋁的方法中，以水合氧化鋁 (擬薄水鋁石/薄水鋁石)為源料制備鋁溶膠，該方法中制備的固體顆粒在550°C煅燒后得到比表面為220 250m2/g的球形氧化鋁。上述方法存在一些不足之處，例如采用有機醇鋁為原料的制備方法，原料有毒易燃，且其水解條件不易控制；采用鹽酸浸煮金屬鋁的制備方法，制備過程需要高溫高壓條件，易對設(shè)備造成腐蝕。采用偏鋁酸鈉、硫酸鋁為原料的制備方法，易形成不均勻沉淀粒子， 影響其比表面和孔徑；US4M2113工藝所采用的水合氧化鋁為原料制備鋁溶膠，克服了上述原料方面的諸多問題，但制備得到的球形氧化鋁比表面不高。因此，為解決上述已有技術(shù)存在的問題，拓寬鋁源尋求無毒無害的新原材料，制備具有高比表面的球形氧化鋁是十分必要的。聚合氯化鋁是通過人工控制的強制鋁鹽水解聚合反應(yīng)過程而得到的無機高分子聚合物，按照Al-Ferron逐時比色法將鋁形態(tài)定量劃分為Ala、Alb, Al。三類，其中Alb是目前國內(nèi)外眾多領(lǐng)域研究開發(fā)的前沿?zé)狳c。目前聚合氯化鋁在絮凝劑、催化、無機納米復(fù)合材料、精細(xì)化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域表現(xiàn)出越來越廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明正是為適應(yīng)球形氧化鋁的制備需求，采用聚合氯化鋁新原料，提供一種切實可行的球形氧化鋁制備方法及工藝
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以聚合氯化鋁為新原料制備球形氧化鋁的方法。為球形氧化鋁的制備提供了一種新的原料，同時拓寬了聚合氯化鋁在催化、吸附、材料等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容在于采用溶膠-凝膠技術(shù)和油滴成型技術(shù)相結(jié)合，將聚合氯化鋁新原料作為反應(yīng)物，在55 75°C下，加入堿溶液成膠，經(jīng)抽濾、洗滌、加酸膠溶得到鋁溶膠，鋁溶膠滴入油氨柱形成球形凝膠顆粒，凝膠顆粒在氨液中老化，再經(jīng)干燥、煅燒得到球形氧化鋁。本發(fā)明所采用的聚合氯化鋁原料可以是不同濃度、不同堿化度、不同鋁形態(tài)分布和含量的溶液。具體說其濃度為0. 2 1. 8mol/L,堿化度為1. 8 2. 6，Alb含量為25 88%。本發(fā)明所述的堿溶液可以是不同濃度下的氨水或者是氫氧化鈉溶液。其濃度為 4 15w%，優(yōu)選5 10w%。加堿后其pH值為7 9。本發(fā)明所述的膠溶加酸量H+/A1摩爾比為0. 15 0. 45，優(yōu)選0. 2 0. 3。本發(fā)明所述的油氨柱上層油相高度為2 20cm，下層氨液高度為50 150cm。本發(fā)明所述的油相可以是辛烷、己烷、庚烷、液體石蠟、石油醚或其混合物。本發(fā)明所述的氨溶液可以是氨水或氯化銨水溶液，其濃度為4 16w%，優(yōu)選8 12w%。本發(fā)明所述的凝膠顆粒老化時間為2 10h，優(yōu)選4 他；干燥溫度為20 120°C，優(yōu)選40 80°C ；煅燒溫度為450 750°C，時間為4 10h，升溫速率為1 5°C /
mirio本發(fā)明所制備的球形氧化鋁比表面積為240 350m2/g，可用于石油化工及精細(xì)化工作為催化劑或催化劑載體。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明的制備方法，說明本發(fā)明的具體實施方式
。實例1 A.在0. 2mol/L、Alb含量為88%的聚合氯化鋁溶液中，恒溫65°C水浴強烈攪拌下， 加入濃度為的氨水至pH值為8，產(chǎn)生大量白色膠體，抽濾，水洗至pH為中性，然后加入 H+/A1摩爾比為0. 24的lmol/L HNO3膠溶，制成鋁溶膠待用。B.室溫下在油氨柱中加入，高70cm的濃度為的氨水為氨溶液，高IOcm的石蠟油和正辛烷的混合物為油相。將鋁溶膠滴入油氨柱，鋁溶膠由于表面張力作用在油層形成球形顆粒，顆粒在氨水中凝膠并老化他，后取出經(jīng)60°C干燥24h，450°C煅燒他得到球形 Y-Al2O3,其比表面為 347m2/go實例2 保持實例1的其他其條件不變，所不同的是在步驟A中聚合氯化鋁溶液中Alb的含量為50%。恒溫溫度為75°C，在步驟B中球形顆粒干燥后，550°C煅燒6h得到形球、-Al2O3， 其比表面為306m2/g。實例3 保持實例1的其他條件不變，所不同的是在步驟A中加入濃度為的NaOH水溶液至PH值為8. 5。在步驟B中球形顆粒干燥后，650煅燒證得到球形Y-Al2O3，其比表面為 ^4m2/g。實例4 .保持實例1的其他條件不變，所不同的是在步驟A中加入氨水至pH值為9。步驟 B中球形顆粒老化時間為4h，后取出經(jīng)40°C干燥30h，750°C煅燒4h得到球形、-Al2O3，其比表面為M5m2/g。實例5 保持實例1的其他條件不變，所不同的是在步驟B中油氨柱中加入高90cm的8% 氨水為氨溶液，12cm的石蠟油和正己烷的混合物為油相。制得的球形Y-Al2O3比表面為 323m2/g。
權(quán)利要求
1.一種利用聚合氯化鋁制備球形氧化鋁的方法，包括溶膠-凝膠技術(shù)和油滴成型技術(shù)。其特征在于將聚合氯化鋁作為新原料，在55 75°C下，加入堿溶液成膠，經(jīng)抽濾、洗滌、加酸膠溶得到鋁溶膠，鋁溶膠滴入油氨柱形成球形凝膠顆粒，凝膠顆粒在氨液中經(jīng)老化，再干燥、煅燒，制得球形氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁，其特征在于聚合氯化鋁可以是不同濃度、不同堿化度、不同鋁形態(tài)分布和含量的溶液。具體說其濃度為0. 2 1. 8mol/L，堿化度為1. 8 2. 6，Alb 含量為 25 88%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的堿溶液，其特征在于堿溶液可以是氨水或者氫氧化鈉溶液， 其濃度為4 ，優(yōu)選5 。加堿后其pH值為7 9。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁溶膠，其特征在于膠溶加酸量H+/A1摩爾比為0.15 0. 45，優(yōu)選 0. 2 0. 3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氨柱，其特征在于油氨柱上層油相高度為2 20cm，下層氨液高度為50 150cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的油，其特征在于油相可以是辛烷、己烷、庚烷、液體石蠟、石油醚或其混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨溶液，其特征在于氨溶液可以是氨水或氯化銨水溶液，其濃度為4 16w%，優(yōu)選8 12w%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于凝膠顆粒老化時間為2 10h，優(yōu)選4 6h ；顆粒干燥溫度為20 120°C，優(yōu)選40 80°C ；煅燒溫度為450 750°C，時間為4 10h，升溫速率為1 5 0C /min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的球形氧化鋁，其特征在于比表面積為240 350m2/g。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用聚合氯化鋁制備球形氧化鋁的方法，包括溶膠-凝膠技術(shù)和油滴成型技術(shù)。該方法以聚合氯化鋁為新原料，在一定溫度下加入堿溶液成膠，經(jīng)抽濾、洗滌、加酸膠溶得到鋁溶膠，鋁溶膠滴入油氨柱形成球形凝膠顆粒，顆粒在氨液中老化，再經(jīng)干燥、煅燒得到球形氧化鋁。該球形氧化鋁比表面積為240～350m2/g，可作為石油化工及精細(xì)化工中的催化劑或催化劑載體。本發(fā)明為球形氧化鋁的制備提供了一種新的原料，同時拓寬了聚合氯化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號B01J32/00GK102234123SQ20101015608
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者何勁松, 倪帆, 欒兆坤, 賈智萍, 趙長偉 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心