專利名稱：一種催化劑用氧化鋁的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種催化劑用氧化鋁的制備方法，涉及一種用作石油化工、工業(yè)催化、汽車尾氣凈化等催化領(lǐng)域用活性氧化鋁制備方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
Y -Al2O3是一種具有較大比表面積的過渡型氧化鋁，因其具有可調(diào)的孔結(jié)構(gòu)、較高 的比表面積和較好的熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在催化劑載體、催化劑等領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用前景。目前，多應(yīng)用于石油化工催化和機(jī)動車尾氣凈化等催化領(lǐng)域。目前，國內(nèi)外尾氣凈化用活性氧化鋁主要以擬薄水鋁石作為前驅(qū)物，在一定的溫度下煅燒制得。國外市場主要采用有機(jī)醇鋁法制備擬薄水鋁石，產(chǎn)品具有純度高、活性好等優(yōu)點(diǎn)，但由于該法成本高，煅燒后的活性氧化鋁價格昂貴，限制了其使用范圍；而國內(nèi)主要采用鋁酸鈉溶液碳分法制備擬薄水鋁石，具有原料豐富、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于鋁酸鈉溶液中雜質(zhì)含量高，所制備的擬薄水鋁石中鈉、硅含量較高，達(dá)不到汽車尾氣凈化用活性氧化鋁的純度要求。由于稀土元素在貴金屬催化中能起到助催作用，且能減少貴金屬的用量，同時能較大地提高活性氧化鋁的熱穩(wěn)定性，使其在1100°c高溫下仍能保持較高的反應(yīng)活性，所以目前主要采用稀土水熱摻雜的方法對活性氧化鋁前驅(qū)體(擬薄水鋁石)進(jìn)行改性。但由于在水熱摻雜過程中，稀土元素和擬薄水鋁石并不能分散、均勻的相互包裹，所以其制備的活性氧化鋁載體在高溫下的熱穩(wěn)定性仍較低，達(dá)不到汽車尾氣凈化用載體的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能將水熱摻雜改性與擬薄水鋁石的生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，有效縮短工藝流程、降低生產(chǎn)成本，有效提高熱穩(wěn)定性的催化劑用氧化鋁的制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種催化劑用氧化鋁的制備方法，其制備過程包括氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體步驟，其特征在于在制備擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，加入為硝酸鑭、硝酸鋯或硝酸鈰中的一種或任兩種作為改性劑，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌、干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體經(jīng)焙燒后得到催化劑用氧化鋁。本發(fā)明的一種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于在擬薄水鋁石反應(yīng)槽中，改性劑的加入量為擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的1°/Γ8%。本發(fā)明的一種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于進(jìn)行反應(yīng)過程的溫度為40 95°C，反應(yīng)時間為60 300分鐘，攪拌速率為250 600轉(zhuǎn)/分鐘。本發(fā)明的一種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于干燥后的粉體在50(T80(rC 下焙燒。本發(fā)明的方法選用硝酸鑭、硝酸鋯以及硝酸鈰作為熱穩(wěn)定劑，并將水熱摻雜改性與擬薄水鋁石的生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，在生產(chǎn)過程中對漿體進(jìn)行摻雜改性，以縮短工藝流程、降低生產(chǎn)成本，并使得擬薄水鋁石漿體與熱穩(wěn)定劑充分、均勻地混合與包裹。
具體實(shí)施例方式一種提高活性氧化鋁熱穩(wěn)定性的方法，先采用常規(guī)的方法將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液稀釋，采用并流法與硝酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制成膠溫度、成膠時間和PH值，經(jīng)過一定溫度、時間的老化制備出擬薄水鋁石漿體，再在制備擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，加入為硝酸鑭、硝酸鋯或硝酸鈰中的一種或任兩種作為改性劑，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌、干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體經(jīng)焙燒后得到催化劑用氧化鋁。其具體步驟包括
a.首先將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液稀釋到一定的濃度，采用并流法與硝酸進(jìn)行中和反應(yīng)，控制一定的成膠溫度、成膠時間和PH值，經(jīng)過一定溫度、時間的老化制備出擬薄水鋁石漿體。b.在步驟a擬薄水鋁石漿體的制備過程中，加入上面所述的改性劑中任一種或兩種于擬薄水鋁石漿體反應(yīng)槽中，改性劑的加入量為擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的1°/Γ8%，采用蒸汽或其它加熱方式使反應(yīng)槽中漿體溫度維持在4(T95°C，在槽中攪拌6(Γ300分鐘，攪拌速率為250 600轉(zhuǎn)/分鐘。c.摻雜反應(yīng)結(jié)束后，漿體經(jīng)真空抽濾進(jìn)行固液分離，采用8(T95°C的熱純水對分離出的擬薄水鋁石濾餅進(jìn)行洗滌、再抽濾的方法降低擬薄水鋁石漿體中雜質(zhì)的含量。d.洗滌后的漿體經(jīng)噴霧干燥設(shè)備進(jìn)行液固分離，得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體在50(T800°C下焙燒后得到高熱穩(wěn)定性的活性氧化鋁粉體。實(shí)施例I
將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體，將改性劑硝酸鑭加入到擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，按擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的1%加入改性劑，反應(yīng)槽中漿體的溫度為45°c，在槽中攪拌120分鐘，攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌的方法降低擬薄水鋁石漿體中雜質(zhì)的含量，再經(jīng)噴霧干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體在100(Tl20(rC下焙燒5h后沒有Ci-Al2O3相出現(xiàn)，且比表面積仍達(dá)到100 m2/g。實(shí)施例2
將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體，將硝酸鋯和硝酸鈰混合物(混合物的比例)作為改性劑加入到擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，改性劑按擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的4%加入，反應(yīng)槽中漿體的溫度為60°C，在槽中攪拌240分鐘，攪拌速率為400轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌的方法降低擬薄水鋁石漿體中雜質(zhì)的含量，再經(jīng)噴霧干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體在100(Tl20(rC下焙燒5h后沒有a -Al2O3相出現(xiàn)，且比表面積仍達(dá)到90 m2/g。 實(shí)施例3將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體，將硝酸鈰作為改性劑加入到擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，改性劑按擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的5%加入，反應(yīng)槽中漿體的溫度為75°C，在槽中攪拌180分鐘，攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌的方法降低擬薄水鋁石漿體中雜質(zhì)的含量，再經(jīng)噴霧干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體在100(Tl20(rC焙燒5h后沒有a -Al2O3相出現(xiàn)，且比表面積仍達(dá)到100 m2/g。實(shí)施例4
將氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體，將硝酸鑭和硝酸鈰混合物(按I: I)作為改性劑加入到擬薄水鋁石的老化反應(yīng)槽中，改性劑按擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的7%加入，反應(yīng)槽中漿體的溫度為90°C，在槽中攪拌300分鐘，攪拌速率為600轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌的方法降低擬薄水鋁石漿體中雜質(zhì)的含量，再經(jīng)干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體在100(Tl20(rC焙燒 5h后沒有a -Al2O3相出現(xiàn),且比表面積仍達(dá)到90 m2/g。
權(quán)利要求
1.ー種催化劑用氧化鋁的制備方法，其制備過程包括氫氧化鋁重溶制備鋁酸鈉溶液，再將所制備的鋁酸鈉溶液與硝酸中和制備出擬薄水鋁石漿體步驟，其特征在于在制備擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，加入為硝酸鑭、硝酸鋯或硝酸鈰中的ー種或任兩種作為改性劑，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌、干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體經(jīng)焙燒后得到催化劑用氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于在擬薄水鋁石反應(yīng)槽中，改性劑的加入量為擬薄水鋁石漿體質(zhì)量的1°/Γ8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于進(jìn)行反應(yīng)過程的溫度為4(T95°C，反應(yīng)時間為60 300分鐘，攪拌速率為250 600轉(zhuǎn)/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種催化劑用氧化鋁的制備方法，其特征在于干燥后的粉體在50(T80(TC下焙燒。
全文摘要
一種催化劑用氧化鋁的制備方法，涉及一種用作石油化工、工業(yè)催化、汽車尾氣凈化等催化領(lǐng)域用活性氧化鋁制備方法的改進(jìn)。其特征在于在制備擬薄水鋁石的反應(yīng)槽中，加入為硝酸鑭、硝酸鋯或硝酸鈰中的一種或任兩種作為改性劑，進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)之后漿體經(jīng)抽濾、洗滌、干燥后得到改性的擬薄水鋁石粉體，干燥后的粉體經(jīng)焙燒后得到催化劑用氧化鋁。采用本發(fā)明的方法對擬薄水鋁石漿體進(jìn)行摻雜改性，與擬薄水鋁石的生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，有效地簡化了生產(chǎn)工藝，降低了生產(chǎn)成本，表面改性效果好，提高了活性氧化鋁粉體的熱穩(wěn)定性，改善了其使用性能。
文檔編號B01J21/06GK102658114SQ20121012033
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者劉明珠, 姜雪琴, 宋為聰, 樊大林, 王建立, 耿紅娟, 賈春燕, 馬艷紅 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司