专利名称：高耐热改性氧化铝及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化铝的制备方法，特别涉及一种应用于尾气净化用的高热稳定性改性氧化铝及其制备方法。
背景技术：
减少汽车尾气污染、保护大气环境质量，实现生态环境和社会的可持续发展，是目前及未来相当长时间内我国环境保护的重要课题之一。为减少污染，必须从提高汽油品质、改善发动机燃烧状态和增加尾气净化催化效率三方面进行突破。到目前为止，使用汽车尾气净化催化剂是最有效途径就是通过三元催化装置来降低尾气中HC、CO和NOx三种有毒气体的含量。三效催化剂主要是由起催化作用的贵金属活性组分、含Ce02催化助剂(储氧材料)和用于支撑活性组分的氧化铝载体组成。高温下氧化铝的容易烧结，使其比表面积明显减小，使负载的活性组分聚集和催化活性下降。随着催化燃烧和环境保护催化(如汽车尾气的催化净化和有毒、有害废气的催化净化)等技术的迅速发展，对催化剂的载体提出了更高的要求，需要载体既具有良好的热稳定性又具有较大的比表面积。因此，迫切需要研究开发对高温稳定的大比表面积的新型氧化铝材料。目前，在制备高热稳定性氧化铝方面，主要通过添加化学助剂，如过渡金属元素，碱土金属元素和稀土元素等，通过添加的化学助剂与氧化铝形成复合氧化物和固熔体，能缓介和稳态氧化铝的相变和阻抑氧化铝颗粒的烧结，提高催化剂的性能。另外，通过改变氧化铝的制备方法，包括调节PH值、温度、压力以及焰烧气氛等已可以制备高热稳定性氧化招。CN 102491389A公布了一种耐高温大比表面积氧化铝的制备方法。该发明介绍了一种耐高温大比表面积氧化铝的制备方法，它是将碱土金属或稀土元素加入到水中或乙醇水溶液中制成稳定剂溶液，然后将稳定剂溶液加入到用拟薄水铝石制成的悬浮液中，再经过浸溃、蒸干、焙烧等工序后制得活性氧化铝。CN 1202010C公布了高温下保持高比表面氧化铝及其制备方法。该发明涉及一种在高温下保持高比表面的A1203材料及其制备方法。此氧化铝是在至少一种添加物(稀—土氧化物或碱土金属氧化物)存在下用共溶胶一凝胶法制备。CN 100522348C公布了高热稳定性氧化铝及其制备方法。该发明公开的氧化铝包括氧化铝和添加剂，所说的添加剂为稀土氧化物、碱土金属氧化物、过渡金属氧化物中的两种或两种以上的组合。本发明高热稳定性的氧化铝的制备方法包括如下步骤将纤维素微晶粉末在稀土、碱土金属、过渡金属盐与铝的盐溶液里进行浸溃，经老化、干燥、焙烧后，即可获得本发明的高热稳定性的氧化铝。目前无论是改性氧化铝的方法，都有其相应的弊端。通过氧化铝制备过程中进行调节，无论是超临界制备、溶胶凝胶制备、添加表面活性剂等，均不利于批量生产，成本较 高。同时目前的制备过程中氧化铝的耐高温性相对较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高热稳定性改性氧化铝及其制备方法，克服现有技术存在的问题。本发明所述的高热稳定性改性氧化铝，是由氧化铝与结构稳定助剂组成，其中结构稳定助剂的含量为1%_6%，其余为氧化铝；所述结构稳定助剂选自稀土氧化物或碱土金属氧化物中的一种或几种；所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化钇或氧化镨中一种或几种；碱土金属氧化物为氧化钡或氧化锶中一种或几种；本发明的高热稳定性改性氧化铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将拟薄水铝石配制为固含量为10%_30%的浆料，在80-100°C下搅拌1-4小时，得浆液A ；将结构稳定助剂的可溶性盐溶于水，得溶液B ；将溶液B加入到浆液A中，加入时间为l 2h ;用质量浓度为10 20%的氨水调节pH值为9-10，在80-100°C的温度下保温I 3h ；然后冷却，抽滤，洗涤至中性，在7(Tl20°C下干燥l(T20h，在550_750°C下焙烧3-6h，得所述的高耐热改性氧化铝的制备方法所述的拟薄水铝石为孔容为O. 3-0. 7g/ml的拟薄水铝石，氧化铝含量为70%。所述结构稳定助剂的可溶性盐选自稀土可溶性盐或碱土金属可溶盐基中的一种或几种；稀土可溶性盐选自硝酸铈、硝酸镧、硝酸钇、硝酸镨的一种或几种；碱土金属的可溶性盐选自硝酸钡、硝酸锶中的一种或几种；所述可溶性盐与水的比例，以质量分数计，为10%_15% ；助剂的可溶性盐与拟薄水铝石的比例，以质量分数计，为2%_11%。本发明的高热稳定性氧化铝的制备方法，与现有技术相比，通过对氧化铝进行水解处理，形成氢氧化铝，然后与混合金属盐溶液活性助剂水热合成，加强了氧化铝与结构助剂之间的相互作用；得到的产品具有比表面积大、高温抗老化能力好等特点，适用于汽车尾气净化、有机废气消除和天然气催化燃烧等废气净化或催化燃烧。
图1为本发明的实施例1所得高热稳定性氧化铝的XRD示意图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明进一步说明。下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。实施例1:将孔径为O. 31g/ml、固含量为70%的拟薄水铝石139kg加入到1250kg纯水中，力口热至80°C搅拌4h ;将硝酸镧8.1kg加入到73kg纯水中，搅拌，得澄清透明的硝酸镧水溶液，然后加入到上述拟薄水铝石浆液中，加入时间为2h;用质量分数为10%的氨水调节pH至10，在80°C下继续搅拌3h。然后经70°C干燥20h，750°C下焙烧3h，得所述的高耐热改性氧化招。该材料的组成为，氧化镧3%，氧化铝97%。实施例2 将孔径为O. 68g/ml、固含量为70%的拟薄水铝石134kg加入到320kg纯水中，加热至100°C搅拌Ih ;将2kg硝酸铺、8kg硝酸镧、2kg硝酸乾、2kg硝酸镨加入到73kg纯水中，搅拌，得澄清透明的混合金属硝酸盐水溶液，然后加入到上述拟薄水铝石浆液中，加入时间为Ih ;用质量分数为30%的氨水调节pH至9，在100°C下继续搅拌lh。然后经120°C干燥10h，550°C下焙烧6h，得所述的高耐热改性氧化铝。该材料的组成为，氧化镧3%，氧化钇1%，氧化铈1%，氧化镨1%，氧化铝94%。实施例3 将孔径为O. 31g/ml、固含量为70%的拟薄水铝石141kg加入到1270kg纯水中，力口热至90°C搅拌9h ;将硝酸镧2. 7kg加入到15kg纯水中，搅拌，得澄清透明的硝酸镧水溶液，然后加入到上述拟薄水铝石浆液中，加入时间为1. 5h ;用质量分数为10%的氨水调节pH至10，在90°C下继续搅拌3h。然后经100°C干燥15h，650°C下焙烧4，得所述的高耐热改性氧化招。该材料的组成为，氧化镧1%，氧化铝99%。实施例4 将孔径为O. 45g/ml、固含量为70%的拟薄水铝石137kg加入到1250kg纯水中，力口热至80°C搅拌4h ;将硝酸镧8. 1kg、硝酸钡1. 7kg加入到73kg纯水中，搅拌，得澄清透明的硝酸镧水溶液，然后加入到上述拟薄水铝石浆液中，加入时间为2h ;用质量分数为10%的氨水调节pH至10，在80°C下继续搅拌3h。然后经70°C干燥20h，750°C下焙烧3h，得所述的高耐热改性氧化铝。 该材料的组成为，氧化镧3%，硝酸钡1%，氧化铝96%。实施例5 将孔径为O. 45g/ml、固含量为70%的拟薄水铝石137kg加入到1250kg纯水中，力口热至80°C搅拌4h ;将硝酸镧8. 1kg、硝酸钡1. 7kg、硝酸银2kg,加入到73kg纯水中，搅拌，得澄清透明的硝酸镧水溶液，然后加入到上述拟薄水铝石浆液中，加入时间为2h ;用质量分数为10%的氨水调节pH至10，在80°C下继续搅拌3h。然后经70°C干燥20h，750°C下焙烧3h，得所述的高耐热改性氧化铝。该材料的组成为，氧化镧3%，氧化钡1%，氧化锶1%，氧化铝96%。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.高耐热改性氧化铝，其特征在于，由氧化铝与结构稳定助剂组成，其中结构稳定助剂的含量为1%-6%，其余为氧化招；所述结构稳定助剂选自稀土氧化物或碱土金属氧化物中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的高耐热改性氧化铝，其特征在于，所述稀土氧化物为氧化铈、氧化镧、氧化钇或氧化镨中一种或几种；所述碱土金属氧化物为氧化钡或氧化锶中一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的高耐热改性氧化铝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤将拟薄水铝石配制为固含量为10%-30%的浆料，搅拌得浆液A ;将结构稳定助剂的可溶性盐溶于水，得溶液B ；将溶液B加入到浆液A中，用氨水调节pH值为9-10，在80-100°C的温度下保温l 3h ；然后冷却，抽滤，洗涤至中性，在7(Tl20°C下干燥l(T20h，在550-750°C下焙烧3_6h，得所述的高耐热改性改性氧化铝。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的拟薄水铝石为孔容为O.3-0. 7g/ml的拟薄水铝石，氧化铝含量为70%。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述结构稳定助剂的可溶性盐选自稀土可溶性盐或碱土金属可溶盐中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述稀土可溶性盐选自硝酸铈、硝酸镧、硝酸钇、硝酸镨的一种或几种；所述碱土金属的可溶性盐选自硝酸钡、硝酸锶中的一种或几种。
7.根据权利要求3 6任一项所述的方法，其特征在于，所述可溶性盐与水的比例，以质量分数计为10%-15% ;助剂的可溶性盐与拟薄水铝石的比例，以质量分数计，为2%-11%。
全文摘要
本发明公开了一种高耐热改性氧化铝及其制备方法，所述高耐热改性氧化铝由氧化铝与结构稳定助剂组成，其中结构稳定助剂的含量为1%-6%，其余为氧化铝，所述结构稳定助剂选自稀土氧化物或碱土金属氧化物中的一种或几种。本发明的高热稳定性氧化铝的制备方法，与现有技术相比，通过对氧化铝进行水解处理，形成氢氧化铝，然后与混合金属盐溶液活性助剂水热合成，加强了氧化铝与结构助剂之间的相互作用；得到的产品具有比表面积大、高温抗老化能力好等特点，适用于汽车尾气净化、有机废气消除和天然气催化燃烧等废气净化或催化燃烧。
文档编号B01J23/10GK102989442SQ20121051038
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者贾嘉, 赵月昌, 高玮, 胡蝶, 贾长征, 杨筱琼 申请人:上海华明高纳稀土新材料有限公司