准晶体勃姆石的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改进的制备准晶体勃姆石的方法。在这种改进的方法中，准晶体勃姆石前体在ｐＨ低于７时，优选在水热条件下被陈化。已经发现，当取代现有技术中所采用的高ｐＨ值及热陈化，在ｐＨ低于７并且在水热条件下，进行现有技术中所述的准晶体氧化铝的制备过程时，所得到的是具有较高结晶度的ＱＣＢｓ。在本发明专利技术的方法中，添加剂可以加到准晶体勃姆石前体中。这样形成高质量的、含有均匀分散的添加剂的ＱＣＢ。适合的添加剂为含有选自稀土金属、碱土金属、过渡金属、锕系元素、硅、镓、硼和磷的元素的化合物。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
准晶体勃姆石的制备方法专利技术背景专利
本专利技术涉及一种制备准晶体勃姆石的方法。现有技术说明氧化铝、α-一水合物或勃姆石及其脱水和或烧结形式是一些应用最广泛的氧化铝-氢氧化铝材料。一些主要的工业应用涉及这些材料中的一种或多种，这些应用如陶瓷、研磨材料、阻燃剂、吸附剂、催化剂、复合材料中的填料等等。另外，大部分工业勃姆石氧化铝均用于催化用途，如精制催化剂、加氢处理烃类进料的催化剂、重整催化剂、控制污染的催化剂、裂解催化剂。本文中术语“加氢处理”包括在升温、升压下烃类进料与氢反应的所有过程。这些过程包括加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱金属、加氢脱芳、加氢异构化、加氢脱蜡、加氢裂解及在温和压力条件下的加氢裂解，通常称之为温和加氢裂解。这类氧化铝也用作特定化学过程的催化剂，如环氧乙烷的制备及甲醇的合成。相对而言勃姆石类氧化铝或其改进形式更新的工业应用包括转化对环境不友好的化学组分如氯氟代烃(CFCs)及其它不希望的污染物。勃姆石类氧化铝还用作处理燃气轮机废气时还原氮氧化物的催化材料。这些材料在如此众多的工业应用中具有广泛和多样的成功应用的主要原因是其能力及灵活性，可以被制成具有广泛的物化及机械性能的产品。决定其工业应用包括气固相的相互作用，例如催化剂与吸附剂适用性的一些主要性能有孔体积、孔径分布、孔结构、比密度、表面积、密度及活性中心的类型、碱度和酸度、挤压强度、磨损性能、热和水热  陈化性能(烧结性能)以及其长期的稳定性。-->大体上，通过选择和用心控制一些参数可以获得所要求的氧化铝产品的性能。这些参数通常包括：原料、杂质、沉淀或转化过程的条件、陈化条件以及后续的热处理(煅烧/汽蒸)，以及机械处理。然而，尽管已知这项专门技术如此广泛和多样，该技术仍处于发展阶段，并且对生产者和最终的应用者来说，进一步开发这种以氧化铝为基础的材料，存在着无限的科学和技术挑战。  术语勃姆石在工业上用来描述氧化铝水合物，其XRD图形接近于氧化铝-氢氧化铝[AlO(OH)]，该物质为自然存在的勃姆石或一水硬铝石。另外，通用术语勃姆石通常用于描述较宽范围的氧化铝水合物，这些物质含有不同量的水合水，具有不同的表面积、孔体积、比密度，并且在热处理时表现出不同的热特性。虽然它们的XRD图形显示出特定的勃姆石[AlO(OH)]峰，但是它们的宽度通常会变化，并且也可能改变位置。XRD峰的尖锐程度及其位置均被用于表明其结晶度、晶体尺寸以及其杂质的量。大体上有两类勃姆石氧化铝。通常第一类包括在接近100℃的温度下合成和/或陈化的、大部分时间处于环境大气压力下的勃姆石。在本说明书中，这类勃姆石被称为准-晶体勃姆石。第二类勃姆石就是所谓的微晶体勃姆石。在现有技术中，第一类勃姆石，即准晶体勃姆石，可相互替换地称为：假勃姆石、凝胶态勃姆石或准晶体勃姆石(QCB)。通常这些QCB氧化铝有非常高的表面积、大的孔和孔体积，以及比微晶体勃姆石更低的比密度。它们很容易分散在水中或酸中，具有比微晶体勃姆石更小的晶体尺寸，并且含有更大数目的水合水分子。QCB的水合程度可以具有宽的取值范围，例如每摩尔AlO，含有大约1.4到大约2摩尔的水，通常可以有序地嵌入或另外位于八面体层间。从QCB材料中释放出来的水作为温度函数的DTG(差热分析)曲线表明，同更接近晶体的勃姆石相比，主峰出现在低得多的温度下。QCBs的XRD图形显示出很宽的峰，这些峰的半宽值表明晶体尺寸及晶体的完美程度。-->最大强度处半宽值的加宽大体上是变化的，并且对于QCBs来说通常为大约2°-6°至2θ。另外随着嵌入QCB晶体中的水量增加，XRD主反射峰(020)移到更低的2θ值，对应于更大的d间隔。一些通常在工业上可以获得的QCB为：Condea Pural、Catapal和Versal产品。第二类勃姆石为微晶体勃姆石(MCB)，与QCBs的区别在于它们高的结晶度、相对大的晶体尺寸、很低的表面积及高的密度。与QCBs相反，MCBs所显示的XRD图形具有更高的峰强度和很窄的半峰线宽。这是由于相对少的嵌入水分子数、大的晶体尺寸、主体材料更高的结晶度以及更少量的不完美结晶的存在。通常对于每摩尔AlO，嵌入的水分子数可以在大约1至大约1.4的范围内变化。在最大强度的半峰宽处XRD的主反射峰(020)的宽度为大约1.5至大约0.1度的2-θ(2θ)。针对本专利技术的目的，我们定义准晶体勃姆石在最大强度的半峰宽处的020峰宽为1.5或大于1.5°。而在最大强度的半峰宽处的(020)峰宽小于1.5的勃姆石则被认为是微晶体勃姆石。通常工业上可以获得的MCB产品为Condea的P-200级别的氧化铝。总之在QCB和MCB两类勃姆石之间基本的区别特征包括下列不同：三维网格序列、晶体尺寸、嵌在八面体层间的水量，以及晶体的不完美程度。对于工业制备这些勃姆石氧化铝来说，QCB最常用的制备过程包括：用碱中和铝盐、酸化铝盐、水解烷氧基铝、使金属铝(汞齐化的)与水反应，以及将煅烧三水铝石得到的无定形ρ氧化铝重新水合。通常MCB型勃姆石氧化铝可利用通常在高于150℃的温度和自身压力下通过水热过程进行工业制备。这些过程通常包括水解铝盐形成凝胶态氧化铝，然后在升温、升压下在高压釜中对其进行水热陈化。在US3,357,791中描述了这类过程。针对这一基本过程存在几种改变，包括不同的起始铝源、在陈化过程中加入酸或盐，以及较宽范围内的过程条件。还可通过水热处理三水铝石来制备MCBs。针对这些过程的改进包-->括：在水热处理过程中加入酸、碱和盐，以及使用勃姆石晶种增大三水铝石到MCB的转化率。在Alcoa的US 5,194,243、US 4,117,105和US 4,797,139中也描述了这类过程。然而，无论是假-、准-或微晶体，这些勃姆石材料的特征均在于其粉末的X光衍射。ICDD包括进入勃姆石并且确定对应于(020)、(021)和(041)平面的反射应该存在。对于铜射线，这些反射应出现在14、28和38度的2-θ处。各种勃姆石形式可通过反射的相对强度和宽度来区分。许多作者已经确认了针对结晶程度而言的反射的精确位置。而靠近上述位置的线会指示一种或多种勃姆石相的存在。在现有技术中，我们发现含有金属离子的QCBs可以通过水解与镧系元素共沉淀的异丙氧基铝来制备，正如J.Medena的论文J.Catalysis，Vol.37，91-(1975)，以及J.Wachowski等人，Materials Chemistry，Vol.37，29-38(1994)中所描述的。该过程是在pH高于7.0时进行的。其产物为包藏有一种或多种镧系金属离子的假勃姆石型氧化铝。这些材料主要用于高温工业用途，其中在假勃姆石结构中存在这些镧系金属离子延迟了γ-氧化铝向α-氧化铝相的转化。因此实现了γ相的稳定，即在转化成耐火的、比表面积较小的α-氧化铝之前，保持较高的表面积。具体地，Wachowski等人使用1-10％wt的镧系元素离子(La，Ce，Pr，Nd，Sm)，在500-1200℃的温度范围内进行煅烧。另外，EP-A1-0 597 738描述了通过加入镧，任选与钕组合，来实现氧化铝的热稳定。这种材料是在70-110℃的温度下，在含有镧盐的、pH为8-12的浆液中陈化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备准晶体勃姆石的方法，其中准晶体勃姆石前体在ｐＨ低于７时被陈化。

【技术特征摘要】
US 1999-8-11 09/372,5571.一种制备准晶体勃姆石的方法，其中准晶体勃姆石前体在pH低于7时被陈化。2.权利要求1的方法，其中在水热条件下进行陈化。3.权利要求1-2中任意一项的方法，其中在添加剂存在时陈化准晶体勃姆石前体。4.权利要求1-3中任意一项的方法，其中添加剂为含有选自稀土金属、碱土金属、过渡金属、锕系元素、硅、硼和磷的元素的化合物。5.权利要求1-3中任意一项的方法，其中使用多种准晶体勃姆石前体。6.权利要求1-3中任意一项的方法，其中将烷氧基铝水解并陈化形成含有添加剂的准晶体勃姆石。7.权利要求1-3中任意一项的方法，其中一种可溶性铝盐被水解并沉淀成氢氧化物，以得到所述的准晶体勃姆石前体，然后陈化形成准晶体勃姆石。8.权利要求1-3中任意一项的方法，其中在水中使热处理后的三水合铝重新水合，得到含有所述准晶体勃姆石前体的浆液，然后陈化足够长的时间，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：D斯塔米莱斯，P奥康纳，G皮尔森，W琼斯，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]