一种棒状氧化铝载体的制备方法及氧化铝载体技术

一种棒状氧化铝载体的制备方法及氧化铝载体，其包括如下步骤：(1)棒状氧化铝粉末与助挤剂混合均匀；(2)胶溶剂和水混合均匀，均匀地喷洒到步骤(1)得到的混合物料上；(3)将步骤(2)所得物料成型，经干燥、焙烧制得最终氧化铝载体。用本发明专利技术的方法制备的氧化铝载体既具有较为牢固的骨架结构，又能在孔道内均匀分布活性组分，即，表现出较高的机械强度和适宜的吸水率等综合性能，特别适合用作烷烃脱氢催化剂的载体。

Preparation method and alumina support of a rod alumina support

【技术实现步骤摘要】
一种棒状氧化铝载体的制备方法及氧化铝载体
本专利技术涉及一种棒状氧化铝的制备方法。尤其是适用于烷烃脱氢催化剂的棒状氧化铝的制备方法。
技术介绍
氧化铝因其具有较高的比表面积、适宜的酸性以及良好的热稳定性等特点，被广泛用作催化剂载体。氧化铝的宏观表现虽然都是粉末状，但是其微观形貌千差万别，已知的有球状、纤维状、棒状、花状、片状等，在工业应用过程中，宏观形状为粉末状的氧化铝需要经过成型过程，以满足实际应用对催化剂各方面的要求。在成型过程中，氧化铝因其微观形貌的不同，其基本结构单元间的团聚或搭接方式而有差异。如果氧化铝的微观形貌为球状，则细小的球状氧化铝颗粒表面能很大，容易由于弱的相互作用结合在一起，球状颗粒相互堆积易形成外貌规则的团聚体；而长度和粗细不一的棒状氧化铝颗粒，在相互搭接时容易出现较大的空隙率，较难形成硬团聚。张庆武等在《影响DZ-1加氢催化剂载体强度因素的探讨》(大庆高等专科学校学报，第20卷第4期，2000年10月)一文中对催化剂载体成型中各因素对γ-氧化铝载体强度的影响进行了研究，其研究了载体形状、水粉比、胶溶剂、助挤剂对DZ-1加氢催化剂载体强度的影响；梁维军在《渣油加氢脱硫催化剂载体堆积密度的精确控制》一文中探讨了酸粉比、水粉比、混捏时间等因素对渣油加氢脱硫催化剂载体堆积密度的影响，该文出于保密考虑，没有公开具体的参数，而是用A、t等代替。目前尚未有现有技术公开微观形貌为棒状的氧化铝载体的制备方法，特别是适用于烷烃脱氢催化剂的棒状氧化铝的制备方法。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种微观形貌为棒状的氧化铝载体的制备方法。本专利技术的专利技术人经过长期研究和大量实验，专利技术了一种适宜的微观形貌为棒状的氧化铝的制备方法，通过控制胶溶剂的种类和用量、混捏时间的长短以及干燥和焙烧条件，可以改善棒状基本结构单元间的相互搭接情况，增加颗粒间键合数的同时也适当减小结构单元间的空隙率，使棒状氧化铝粉末在成型后形成牢固的硬团聚体，使其既具有较为牢固的骨架结构，又能在孔道内均匀分布活性组分，即表现出较高的机械强度和适宜的吸水率等综合性能。为此，本专利技术提供一种棒状氧化铝载体的制备方法，其包括如下步骤：(1)棒状氧化铝粉末与助挤剂混合均匀；(2)胶溶剂和水混合均匀，喷洒到步骤(1)得到的混合物料上，并混捏一定时间；(3)将步骤(2)所得物料成型，经干燥、焙烧制得最终氧化铝载体。优选地，根据上述方法，其中，步骤(1)中所述的棒状氧化铝粉末，其比表面积为210～420m2/g，孔容为0.4～1.0mL/g，优选最可几孔径为3.87nm；其中，优选该纳米棒的长径比为10～17；更优选的是，该纳米棒基本结构单元是直径为300～1200nm、直长度为6～14μm的纳米棒。优选地，根据上述方法，其中，步骤(1)中所述的棒状氧化铝粉末的制备方法为：将计量的硝酸铝水合物和碳酸氢铵或尿素等溶解在一定量的水或乙二醇的单一液体或二者的混合溶液中，其中碳酸氢氨或尿素与硝酸铝水合物的重量比为0.7～1.0，反应温度为100～250℃，搅拌(优选在密闭反应釜中，均匀搅拌，搅拌桨转速为70～150rpm，反应24～36h搅拌)制得氧化铝前驱体，该前驱体经洗涤、干燥、粉碎、过筛得前驱体粉末，前驱体粉末在550～850℃(优选焙烧1～4h)，得到棒状氧化铝粉末。优选地根据上述方法，其中，步骤(1)中所述的助挤剂为干淀粉、聚乙烯醇、甲基纤维素、田菁粉中的一种或几种，优选地加入量为棒状氧化铝粉末重量的5wt％～10wt％。优选地，根据上述方法，其中，步骤(2)中所述的胶溶剂可以为有机酸或无机酸或二者的混合物。优选地，根据上述方法，其中，有机酸是甲酸、乙酸和柠檬酸中的一种或多种。优选地，根据上述方法，其中，无机酸是硝酸、盐酸和磷酸中的一种或多种。优选地，根据上述方法，其中，在步骤(2)中，胶溶剂和水的加入量与棒状氧化铝前驱体的焙烧温度有关，当前驱体在550-650℃焙烧时，胶溶剂和水的加入量与步骤(1)得到的混合物料的质量比(以下用酸粉比和水粉比表示)分别为0.14～0.19和1.10～1.20，当前驱体在750-850℃焙烧时，酸粉比和水粉比分别为0.04～0.08和0.45～0.67。优选地，根据上述方法，其中，步骤(2)中所述的混捏时间是10-120min，优选为10～90min，更优选为30～60min。优选地，根据上述方法，其中，步骤(3)中所述的成型可以是挤条、喷雾、滚球或压片，优选通过挤条的方式进行成型。优选地，根据上述方法，其中，步骤(3)制备的成型物的形状是球形、条形、三叶草形、蜂窝形或环形。优选地，根据上述方法，其中，步骤(3)中所述的干燥为逐步升温干燥。优选地，根据上述方法，其中，逐步升温干燥为两阶段干燥，第一阶段干燥温度为25～40℃，优选25～30℃，干燥时间为12～20h；第二阶段干燥温度为40～60℃，优选45～55℃，干燥时间为5～10h。优选地，根据上述方法，其中，步骤(3)中所述的焙烧条件为：焙烧温度为550～800℃，焙烧时间为1～10h，优选为2～4h。用本专利技术的方法制备的棒状氧化铝成型后载体，其比表面积为130～210m2/g，径向抗压强度为120～290N/cm，吸水率为40％～69％。用本专利技术的方法制备的氧化铝载体既具有较为牢固的骨架结构，又能在孔道内均匀分布活性组分，即，表现出较高的机械强度和适宜的吸水率等综合性能，特别适合用作烷烃脱氢催化剂的载体。附图说明图1是实施例1的棒状氧化铝Al2O3-600的SEM图。具体实施方式本专利技术中，所述的氧化铝载体的吸水率，是指干燥的成型载体用过量去离子水浸泡60min前后的重量变化值与所述干燥的成型载体的重量的比值。具体测试方法为：将待测成型载体，在120℃干燥4h，称取2～3g干燥后成型载体作为待测样品(记为m1)，用30mL去离子水浸泡60min，将固相过滤沥干，用滤纸粘取样品表面多余水分，称量固体样品的重量(记为m2)，用以下公式计算吸水率：本专利技术中，所述的机械强度，是指氧化铝条形成型物的径向抗压强度。所述的径向抗压强度数值均为抽样检测后经计算得出的算术平均值。所述的标准偏差为经计算得出的样本标准偏差。所述的强度变异系数为上述标准偏差与平均径向抗压强度的比值。强度变异系数越小，说明样品强度越均匀。本专利技术中，所述负载型催化剂是具有烷烃脱氢催化作用的催化剂。即，本专利技术的氧化铝成型物适于作为具有烷烃脱氢催化作用的催化剂的载体。本专利技术方法中，氧化铝成型物用作具有脱氢催化作用的催化剂的载体时，可以采用本领域常用的各种负载方法(例如：浸渍、浸泡)将具有脱氢催化作用的活性组分负载在本专利技术中的氧化铝载体上。本专利技术对于所述浸渍的时间和浸渍的次数没有特别限定，只要能够确保最终得到的催化剂上的具有催化作用的活性成分的量满足具体的使用要求即可。例如：可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种棒状氧化铝载体的制备方法，其包括如下步骤：/n(1)棒状氧化铝粉末与助挤剂混合均匀；/n(2)胶溶剂和水混合均匀，喷洒到步骤(1)得到的混合物料上；/n(3)将步骤(2)所得物料成型，经干燥、焙烧制得最终氧化铝载体。/n

【技术特征摘要】
1.一种棒状氧化铝载体的制备方法，其包括如下步骤：
(1)棒状氧化铝粉末与助挤剂混合均匀；
(2)胶溶剂和水混合均匀，喷洒到步骤(1)得到的混合物料上；
(3)将步骤(2)所得物料成型，经干燥、焙烧制得最终氧化铝载体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中所述的棒状氧化铝粉末，其比表面积为210～420m2/g，孔容为0.4～1.0mL/g；
其中，优选该棒状氧化铝粉末为纳米棒状，该纳米棒的长径比为10～17；更优选的是，该纳米棒基本结构单元是直径为400～1200nm、直长度为6～14μm的纳米棒。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(1)中所述的棒状氧化铝粉末的制备方法为：
将硝酸铝水合物和碳酸氢铵或尿素溶解在水或乙二醇的单一液体或二者的混合溶液中，其中碳酸氢氨或尿素与硝酸铝水合物的重量比为0.7～1.0，反应温度为100～250℃，搅拌反应制得氧化铝前驱体；该前驱体经洗涤、干燥、粉碎、过筛得前驱体粉末，前驱体粉末在550～850℃得到棒状氧化铝粉末。


4.根据任一权利要求1-3所述的制备方法，其中，步骤(1)中所述的助挤剂为干淀粉、聚乙烯醇、甲基纤维素、田菁粉中的一种或几种，优选地加入量为棒状氧化铝粉末重量的5wt％～10wt％。


5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其中，步骤(1)中所述的搅拌是指在密闭反应釜中，搅拌桨转速为70～150rpm，搅拌反应24～36h。


6.根据任一权利要求1-5所述的制备方法，其中，步骤(2)中所述的胶溶剂可以为有机酸或无机酸或二者的混合物。


7.根据任一权利要求1-6所述的制备方法，其中，有机酸是甲酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆安慧，吴凡，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21