一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，用于在高溫下催化劑載體的應(yīng)用例如石油煉制催化劑、加氫和加氫脫硫以及脫氫催化劑的載體、汽車尾氣催化劑載體等。以擴(kuò)孔劑為EDTA與熱穩(wěn)定劑La2O3合成的化合物H[La(EDTA)]?16H2O晶體為主要原料，采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。針對(duì)在高溫下活性氧化鋁載體易相變成α-氧化鋁的特點(diǎn)。根據(jù)活性氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)，分析熱穩(wěn)定劑La2O3與擴(kuò)孔劑EDTA在不同操作工況條件下對(duì)活性氧化鋁的比表面積的影響，制備在1200℃較穩(wěn)定的耐高溫高比表面積活性氧化鋁工藝。其中x([La(EDTA)]-)=1%的樣品在經(jīng)1200℃的高溫處理1h后的比表面積達(dá)150.36m2/g。
【專利說(shuō)明】一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，具體地說(shuō)，是涉及在高溫下延長(zhǎng)催化劑載體的壽命的一種制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車催化轉(zhuǎn)化器一般安裝在引擎排氣口，常常瞬間內(nèi)承受1000°C左右的高溫，在如此高溫沖擊下，很容易引起催化劑表面積減小，活性組分流失或燒結(jié)。為提高催化劑的穩(wěn)定性，載體活性氧化鋁的熱穩(wěn)定性是非常重要的。在溫度> 800°c時(shí)載體活性氧化鋁有向a -Al2O3轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)，這樣的晶型轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致其比表面積減少，并且有與活性金屬組分發(fā)生作用降低催化劑活性的可能。為提高載體的熱穩(wěn)定性，多采用添加熱穩(wěn)定助劑的手段。
[0003]關(guān)于十五期間稀土汽車尾氣凈化器的發(fā)展思路，建議發(fā)揮我國(guó)稀土資源的優(yōu)勢(shì)和稀土汽車尾氣催化劑研究的特色。由解決汽車尾氣排放引起的城市大氣污染入手，以推進(jìn)稀土汽車尾氣凈化器的國(guó)產(chǎn)化為主，集中精力抓產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題。在實(shí)施稀土汽車尾氣催化應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中，難免有一些關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題需要攻關(guān)，解決產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中的一些瓶頸制約。
[0004]為提高載體的熱穩(wěn)定性，國(guó)內(nèi)外多采用添加熱穩(wěn)定助劑的手段。Mg2+，Ca2+，Ga3+，In3+，Zr4+，Th4+等的氧化物有抑制C1-Al2O3生成的作用。國(guó)外近年來(lái)的熱穩(wěn)定助劑一般選用ZrO2, TiO2等鈣鈦礦型復(fù)合氧化物，堿土金屬氧化物BaO，CaO, SrO ;國(guó)內(nèi)較為常用的是稀土金屬如Ce，Nd, Pr等的氧化物以及兩種或多種稀土氧化物的混合物。
[0005]據(jù) 介紹，目前國(guó)外涂層已將可忍耐的溫度的上限提高到800°C~1050°C，而國(guó)內(nèi)還低于800°C、00°C。提高抗高溫能力通常是通過(guò)添加一些稀土氧化物，過(guò)渡族金屬氧化物或堿土金屬氧化物來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有催化劑載體在制備和應(yīng)用中存在的不足之處，而提供一種制備簡(jiǎn)便、效益高的一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，用于高溫的活性氧化鋁載體。
[0007]技術(shù)方案:
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于:該方法是按照以下步驟進(jìn)行:
1、化合物H[La (EDTA) ] 16H20晶體的制備；將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸摩爾比為1:廣1.3分別溶于水中，最后使溶液澄清；加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]-16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA)]_的含量；
2、采用固-固混合法，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁；按虹!^(EDTA) ].16Η20與NH4Al(SO3)2晶體摩爾比為1:60-120共混均勻，加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱I小時(shí)后取出樣品;
3、1200°C煅燒樣品通過(guò)掃描電鏡，氮?dú)獾奈矫摳椒治銎浔砻嫣卣鳎?br> 吸附脫附結(jié)果是[La(EDTA)]_的含量為1%的平均孔徑為22.33^27.56 nm ;總孔容為0.90~1.03 cm3/g ;比表面積為 128.48~150.36 m2/g。
[0008]優(yōu)點(diǎn)和效果:
第一，活性氧化鋁的孔洞均勻，整齊的分布在氧化鋁表面，孔徑控制在微米級(jí)；
第二，以擴(kuò)孔劑為EDTA與熱穩(wěn)定劑La2O3合成的化合物H [La (EDTA) ].16Η20晶體為主要原料；
第三，采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。
[0009]第四，其中X ([La (EDTA) ]_) =1%的樣品在經(jīng)1200°C的高溫處理Ih后的比表面積達(dá)150.36 m2/g ；
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:圖1為本發(fā)明實(shí)施 例1煅燒樣品的電鏡掃描照片；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例2煅燒樣品的電鏡掃描照片；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例3煅燒樣品的電鏡掃描照片；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例4煅燒樣品的電鏡掃描照片.【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明的總體思路是:一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，用于高溫的活性氧化鋁載體。以擴(kuò)孔劑為EDTA與熱穩(wěn)定劑La2O3合成的化合物H[La (EDTA) ].16Η20晶體為主要原料，采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。
[0010]針對(duì)在高溫下活性氧化鋁載體易相變成a -氧化鋁的特點(diǎn)。根據(jù)活性氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)，分析熱穩(wěn)定劑La2O3與擴(kuò)孔劑EDTA在不同操作工況條件下對(duì)活性氧化鋁的比表面積的影響，制備在1200°C較穩(wěn)定的耐高溫高比表面積活性氧化鋁工藝。
[0011]實(shí)施例1
采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積的活性氧化鋁，用于高溫的活性氧化鋁載體:特別針對(duì)汽車尾氣凈化器載體。
[0012]1、化合物H[La(EDTA)]_16H20晶體的制備。將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸(純EDTA)摩爾比為1:1分別溶于水中，最后使溶液澄清。
[0013]加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]_16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA) ]_的含量。
[0014]2、采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。按H[La(EDTA)]-16H20與NH4Al (SO3)2晶體摩爾比為1:100共混均勻。加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱I小時(shí)后取出樣品。
[0015]3、煅燒樣品通過(guò)SEM(掃描電鏡)，DAT (氮?dú)獾奈矫摳?分析其表面特征。
[0016]DAT結(jié)果是[La (EDTA)r的含量為1%的平均孔徑為22.33 nm ;總孔容為1.01 cm3/g ;比表面積為150.36 m2/g。
[0017]實(shí)施例2
采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積的活性氧化鋁，用于高溫的活性氧化鋁載體:特別針對(duì)汽車尾氣凈化器載體。[0018]1、化合物H[La(EDTA)]_16H20晶體的制備。將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸(純EDTA)摩爾比為1: 1.1分別溶于水中，最后使溶液澄清。
[0019]加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]_16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA) ]_的含量。
[0020]2、采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。按H[La(EDTA)]-16H20與NH4Al (SO3)2晶體摩爾比為1:80共混均勻。加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱1小時(shí)后取出樣品。
[0021]3、煅燒樣品通過(guò)SEM(掃描電鏡)，DAT (氮?dú)獾奈矫摳?分析其表面特征。
[0022]DAT結(jié)果是[La (EDTA) 的含量為1.25%的平均孔徑為24.44nm ；總孔容為0.97cm3/g ;比表面積為 128.48 m2/g。
[0023]實(shí)施例3
采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積的活性氧化鋁，用于高溫的活性氧化鋁載體:特別針對(duì)汽車尾氣凈化器載體。
[0024]1、化合物H[La(EDTA)]_16H20晶體的制備。將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸(純EDTA)摩爾比為1:1.2分別溶于水中，最后使溶液澄清。
[0025]加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]_16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA) ]_的含量。
[0026]2、采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。按NH4Al (SO3)2與H[La(EDTA)]-16H20晶體摩爾比為1:120共混均勻。加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱I小時(shí)后取出樣品。
[0027]3、煅燒樣品通過(guò)SEM(掃描電鏡)，DAT (氮?dú)獾奈矫摳?分析其表面特征。
[0028]DAT結(jié)果是[La(EDTA) 的含量為0.83%的平均孔徑為26.34 nm ;總孔容為1.03cm3/g ;比表面積為 139.02 m2/g。
[0029]實(shí)施例4
采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積的活性氧化鋁，用于高溫的活性氧化鋁載體:特別針對(duì)汽車尾氣凈化器載體。
[0030]1、化合物H[La(EDTA)]_16H20晶體的制備。將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸(純EDTA)摩爾比為1:1.3分別溶于水中，最后使溶液澄清。
[0031]加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]_16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA) ]_的含量。
[0032]2、采用固-固混合技術(shù)，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁。按NH4Al (SO3)2與H[La(EDTA)]-16H20晶體摩爾比為1:60共混均勻。加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱I小時(shí)后取出樣品。 [0033]3、煅燒樣品通過(guò)SEM(掃描電鏡)，DAT (氮?dú)獾奈矫摳?分析其表面特征。
[0034]DAT結(jié)果是[La (EDTA)的含量為I.67%的平均孔徑為27.56 nm ;總孔容為
0.90cm3/g ;比表面積為 135.38 m2/g。
【權(quán)利要求】
1.一種耐高溫高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于:該方法是按照以下步驟進(jìn)行: ，1、化合物H[La (EDTA) ] 16H20晶體的制備；將稀土氧化物L(fēng)a2O3與乙二胺四乙酸摩爾比為1:廣1.3分別溶于水中，最后使溶液澄清；加熱蒸發(fā)，然后冷卻，直至析出H[La(EDTA)]-16H20晶體，根據(jù)所加入固體的量和最終總固體量算出[La(EDTA)]_的含量； ， 2、采用固-固混合法，制備耐高溫高比表面積活性氧化鋁；按虹!^(EDTA) ].16Η20與NH4Al(SO3)2晶體摩爾比為1:60-120共混均勻，加熱到1200°C時(shí)恒溫加熱I小時(shí)后取出樣品; ，3、1200°C煅燒樣品通過(guò)掃描電鏡，氮?dú)獾奈矫摳椒治銎浔砻嫣卣鳎? 吸附脫附結(jié)果是[La(EDTA)]_的含量為1%的平均孔徑為22.33^27.56 nm ;總孔容為，0.90~1.03 cm3/g ;比表面積為 128.48~150.36 m2/g。
【文檔編號(hào)】B01J21/04GK103848450SQ201210496978
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】劉曉軍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)