一种大孔体积、高比表面积氧化铝及其制备方法与流程

本发明属于催化剂，涉及一种大孔体积、高比表面积氧化铝及其制备方法。

背景技术：

1、氧化铝作为催化剂载体，若其具有高比表面则可以为催化活性中心提供更多负载位点；若其具有大孔体积、大孔径则有利于反应物分子及产物分子的快速扩散，提高催化活性位点的利用率，并可抑制表面结焦。显然，兼顾高比表面和大孔的氧化铝材料作为催化剂的载体则可以满足上述的所有优点，并可促进催化裂化、重整、加氢等领域催化剂技术进步。

2、烷氧基铝水解法以金属铝和脂肪醇为原料，除了能制备得到高纯度的氧化铝外，还能够通过控制制备过程的技术参数对氧化铝的晶粒大小、比表面积及孔结构等物化性质进行调节。然而在上述研究过程中发现，氧化铝的比表面积和孔体积数值呈负相关的关系，难以同时达到较大值。

3、cn201110138190.x提出了一种大孔氧化铝及其制备方法。该氧化铝同时具有高比表面积(150-450m2.g-1)和大孔体积(1.1-3.5cm3.g-1)，它的制备采用了两段老化法，其中第一段是调节了其前驱体拟薄水铝石浆液的ph后进行，第二段则是在第一段结束后加入一定量脂肪醇后进行，所得到的浆液经过除醇、干燥、焙烧即得到最终产品。但是该方法操作繁琐，老化步骤所需时间最长达到24h，且第一段老化中调节ph步骤若加入碱金属氢氧化物或碱金属醇盐，会对产品的纯度产生不利的影响。

4、cn201110408487.3提出了一种大孔容(0.70-1.55cm3.g-1)高比表面积(220-480m2.g-1)活性氧化铝的制备方法。该方法首先将铝酸钠滴入硝酸溶液中形成一定ph值的溶胶后老化，再经过抽滤、洗涤步骤后，与正丁醇按一定比例混合后进行共蒸馏得到干燥前驱体，最后经干燥、焙烧得到目标产品，其中正丁醇蒸汽可以回收利用。但是该方法步骤繁琐，老化步骤所需时间最长达到10h，整个工艺不便于连续化生产，且基于无机法制备的氧化铝存在纯度偏低的问题。

技术实现思路

1、本发明的首要目的是提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，以能够基于烷氧基铝水解，工艺简单、适合连续化生产的制备得到高纯氧化铝，使产品氧化铝同时具备大孔体积和高比表面积。

2、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：

3、(1)在弱碱性助剂存在下使烷氧基铝进行完全水解，得到拟薄水铝石浆液；

4、(2)调节拟薄水铝石浆液体系中铝元素/醇的摩尔比，并将非离子乳化剂分散在浆液体系中；

5、(3)将分散有非离子乳化剂和醇的浆液经干燥、焙烧，得到同时具备大孔体积、高比表面积的氧化铝。

6、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(1)中，所述的烷氧基铝是由金属铝与脂肪醇为原料合成，合成反应先升温至130-160℃引发反应，然后130-160℃反应40-100min。

7、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(1)中，

8、所述的金属铝选自铝块、铝豆、铝箔、铝屑、铝丝中的一种或者多种；

9、所述的脂肪醇选自c4-c6的脂肪醇中的一种或者多种，且所述的脂肪醇为一元醇；

10、所述的金属铝与脂肪醇的摩尔比为1:3.2-4.0。

11、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(1)中，

12、所述的弱碱性助剂选自氨水、碳酸氢铵、尿素中的一种或者多种；

13、所述的弱碱性助剂与铝元素的摩尔比为0.1-0.8:1。

14、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(1)中，所述的水解的温度为80-100℃，时间为40-60min。

15、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(2)中，所述的调节拟薄水铝石浆液体系中铝元素/醇摩尔比为1:1-4.0。

16、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(2)中，所述的非离子乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪醇酰胺和聚醚类试剂中的一种或者多种，非离子乳化剂加入量为浆液体系中醇量的1-10wt.％。

17、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(2)中，所述的分散在搅拌条件下进行，所述的搅拌的速度为300-800rpm(优选400-500rpm)，时间为30-90min(优选40-60min)。

18、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(3)中，

19、所述的干燥的温度为120-180℃，时间为8-12h；

20、所述的焙烧的温度为500-700℃，时间为5-8h。

21、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中步骤(3)中，还对干燥过程中产生的醇蒸汽进行回收利用。

22、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其中所述的大孔体积、高比表面积氧化铝的比表面积≥285.0m2.g-1，孔体积≥0.700cm3.g-1。

23、本发明的第二个目的是提供一种利用如上制备方法制备得到的氧化铝，以能够同时具备大孔体积和高比表面积。

24、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种利用如上制备方法制备得到的氧化铝。

25、本发明的有益效果在于，利用本发明的大孔体积、高比表面积氧化铝及其制备方法，能够基于烷氧基铝水解，工艺简单、适合连续化生产的制备得到高纯氧化铝，使产品氧化铝同时具备大孔体积和高比表面积。

技术特征：

1.一种大孔体积、高比表面积氧化铝的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的烷氧基铝是由金属铝与脂肪醇为原料合成，合成反应先升温至130-160℃引发反应，然后130-160℃反应40-100min。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的水解的温度为80-100℃，时间为40-60min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的调节拟薄水铝石浆液体系中铝元素/醇摩尔比为1:1-4.0。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的非离子乳化剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪醇酰胺和聚醚类试剂中的一种或者多种，非离子乳化剂加入量为浆液体系中醇量的1-10wt.％。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的分散在搅拌条件下进行，所述的搅拌的速度为300-800rpm，时间为30-90min。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，还对干燥过程中产生的醇蒸汽进行回收利用。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的大孔体积、高比表面积氧化铝的比表面积≥285.0m2.g-1，孔体积≥0.700cm3.g-1。

11.一种氧化铝，其特征在于：所述的氧化铝由根据权利要求1-10之一所述的制备方法制备得到。

技术总结
本发明属于催化剂技术领域，涉及一种大孔体积、高比表面积氧化铝及其制备方法。所述的制备方法包括如下步骤：(1)在弱碱性助剂存在下使烷氧基铝进行完全水解，得到拟薄水铝石浆液；(2)调节拟薄水铝石浆液体系中铝元素/醇的摩尔比，并将非离子乳化剂分散在浆液体系中；(3)将分散有非离子乳化剂和醇的浆液经干燥、焙烧，得到同时具备大孔体积、高比表面积的氧化铝。利用本发明的大孔体积、高比表面积氧化铝及其制备方法，能够基于烷氧基铝水解，工艺简单、适合连续化生产的制备得到高纯氧化铝，使产品氧化铝同时具备大孔体积和高比表面积。

技术研发人员：聂骥,杨彦鹏,李明哲,刘建良,王国成
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27