一种碳包裹铝复合材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳包裹铝复合材料及其制备方法和应用所述复合材料为核壳结构，以氧化铝为内核，壳层为碳、硅和氧结合物。所述复合材料制备方法首先分别制备物料A和物料B，然后将物料A与含铝碱性溶液、含二氧化碳气体进行碳化反应得到物料C；物料C进一步与含铝碱性溶液反应后得到物料D；向物料D中加入物料B，再用含碳酸根的溶液处理后老化，然后经洗涤、干燥和焙烧后得到复合材料。本发明专利技术制备方法得到的碳包覆铝复合材料具有多级孔道和适宜的表面性质，以其为载体制备的催化剂耐磨性能好，活性金属利用率高，尤其适于作为沸腾床加氢催化剂的载体。剂的载体。剂的载体。

【技术实现步骤摘要】
一种碳包裹铝复合材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于催化
，涉及一种催化材料及其制备方法，特别是涉及含碳和铝的复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氧化铝是一种多孔性、高分散度的固体物料，具有较高的比表面、其孔道结构具有催化作用所要求的特性，如吸附性能、表面酸性及热稳定性等，因此常用于吸附剂、石油加工中催化剂的原料等。
[0003]不同的原油加工工艺对催化剂的要求是不同的。对于沸腾床加氢来说，在反应器内，催化剂颗粒处于流动状态，催化剂颗粒与颗粒、流体与颗粒、颗粒与反应器之间会产生碰撞和磨擦，会产生细粉，这样不仅造成催化剂的剂耗上升，同时会影响下游装置运转及产品质量。因此，开发合适的催化材料，在保证加氢活性的前提下，提高催化剂的耐磨性能是研究的目标。
[0004]碳材料具有较高的比表面，同时可以削弱载体与活性相之间相互作用，有利于形成活性较高的Ⅱ类Ni(Co)
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S相，且含碳材料制备的催化剂的抗积碳能力显著提高；碳有表面润滑作用，能提升催化剂的耐磨性能。将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳包裹铝复合材料，所述复合材料为核壳结构，以氧化铝为内核，壳层为碳、硅和氧结合物；以复合材料重量为基准，硅以氧化物计含量为1～5wt%，碳以元素计含量8～15wt%。2.按照权利要求1所述的复合材料，其中，所述复合材料的性质如下：孔容为0.80～1.30mL/g，比表面为250～380m2/g，孔分布如下：孔径小于8nm的孔的孔容占总孔容的比例小于5%，8
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20nm的孔的孔容占总孔容的60～75%，孔径大于100nm的孔的孔容占总孔容的比例大于10%。3.一种碳包裹铝复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下内容：（1）将碳前体、有机酸和水混合，混合均匀后得到物料A；（2）将硅源、碳前体和水混合，混合均匀后得到物料B；（3）将含铝碱性溶液、物料A引入第一反应器，同时通入含二氧化碳气体进行碳化反应，反应后得到物料C；（4）物料C引入第二反应器，同时加入含铝碱性溶液，反应后经预老化处理后得到物料D；（5）向物料D中加入物料B，再用含碳酸根的溶液处理后老化，然后经洗涤、干燥得到复合材料前体；（6）步骤（5）得到的复合材料前体进一步进焙烧后得到复合材料。4.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（1）和步骤（2）中所述碳前体为同时含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物，进一步的所述含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物分子式为(C6H
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O5)n、(C2H4O)n、HO(C2H4O)nH、(C6H
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O6)n、(C2H6O)n中的一种或几种；其中含有碳、氢、氧三种元素的有机化合物的平均分子量为5000～2500000，优选为10000～2000000。5.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（1）和步骤（2）中所述碳前体为糖类物质、面粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、纤维素醚中的一种或几种；优选为糖类物质和/或面粉。6.按照权利要求5所述复合材料的制备方法，其中，所述的糖类物质是单糖、二糖、多糖中的一种或几种，具体是淀粉、葡萄糖中的一种或几种，优选为淀粉。7.按照权利要求6所述复合材料的制备方法，其中，所述淀粉是绿豆淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉、玉米淀粉中的一种或几种，优选玉米淀粉和/或麦类淀粉，进一步优选为小麦淀粉，所述淀粉粒度大于250目，优选大于300目，进一步优选大于350目。8.按照权利要求5所述复合材料的制备方法，其中，所述纤维素醚是甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、氰乙基纤维素、苄基氰乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素和苯基纤维素等一种或几种。9.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（1）中所述碳前体和步骤（2）中所述碳前体相同或者不同。10.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（1）中所述有机酸为脂肪族有机羧酸中的一种或几种，为一元羧酸、二元羧酸、多元羧酸中的一种或几种，具体选自乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸中的一种或几种，优选为草酸。
11.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（1）中所述物料A中：碳前体含量为40～80g/L，优选为45～75g/L；有机酸含量为1.0～6.0g/L，优选为2.0～5.0g/L。12.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（2）中所述硅源为含硅化合物，具体为硅溶胶、水玻璃中的一种或几种，优选为硅溶胶，进一步优选所述硅溶胶是酸性硅溶胶或碱性硅溶胶中的一种；所述硅溶胶中硅以氧化物计含量为25～35wt%，优选为20～30wt%。13.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（2）中所述物料B中硅以氧化物计含量为10～40g/L，碳前体含量为40～100g/L。14.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（3）和步骤（4）中所述的含铝碱性溶液为碱金属的偏铝酸盐溶液，具体为偏铝酸钠和/或偏铝酸钾，优选为偏铝酸钠；所述含铝碱性溶液的浓度为50～150gAl2O3/L，苛性比为1.25～2.5，优选1.35～2.0。15.按照权利要求3所述复合材料的制备方法，其中，步骤（3）中所述含二氧化碳气体为二氧化碳和载气的混合气体，所述载气为空气、氧气、氮气、惰性气体中的一种或几种，优选为空气；所述含二氧化碳气体中二氧化碳体积百分比为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧红，刘铁斌，金浩，吕振辉，杨光，刘璐，杨涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：