小颗粒囊泡孔氧化铝材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种小颗粒囊泡孔氧化铝材料及其制备方法。本发明专利技术的小颗粒囊泡孔氧化铝材料，粒径为0.2

【技术实现步骤摘要】
小颗粒囊泡孔氧化铝材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于无机材料制备领域，涉及一种小颗粒囊泡孔氧化铝材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]多相催化中，沸腾床、悬浮床等工艺由于不产生床层压降，装置运转周期长，温度可控，是一种具有极大应用潜力的劣质重油加工技术。沸腾床、悬浮床工艺所用氧化铝催化剂始终处于快速返混状态，这就要求催化剂颗粒具有较小的适宜的颗粒以利于均匀分散于油料中，还需要较高的抗磨损能力，同时载体较大的孔径有利于反应物料的扩散与传质。
[0003]CN201310495647.1首先通过改变氧化铝晶粒的合成方法得到特殊性质的氧化铝，再将其制备成一定形状的载体，负载活性金属构成用于沸腾床的催化剂。但该方法在载体成型时采用挤条等常规成型方式，成型体尺寸小于1mm较难实现，且挤出体由于具有较多的棱角，在反应过程物料快速返混时易于相互碰撞产生较大的磨耗。
[0004]物理化学学报, 2006, 22(7)：831
‑
835提供了一种大孔氧化铝材料的制备方法，将聚苯乙烯颗粒与氧化铝前体混合并处理后得到囊泡状大孔氧化铝，所得材料物理强度较低，不能制备成为固定的形状，所用聚苯乙烯颗粒成本较高，环境污染严重。
[0005]CN 201010221297.6把铝源、聚乙二醇、低碳醇、水及环氧烷烃混合用于制备整体式大孔氧化铝，具有囊泡状大孔，其孔径可为0.05
‑
10μm，该方法所用的环氧烷烃等原料较贵，制备成本较高，且该方法所得材料在外形上不具备固定的形状，难以制备成不利于装填到反应器中以控制物料传质及床层压降。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种小颗粒囊泡孔氧化铝材料及其制备方法。本专利技术的小颗粒囊泡孔氧化铝材料尺寸小，磨耗低，能够满足现有沸腾床、悬浮床等多相催化反应的要求，可作为该类催化剂载体使用。
[0007]本专利技术的小颗粒囊泡孔氧化铝材料，粒径为0.2
‑
0.5mm，囊泡孔平均孔径大于200nm且小于1000nm，囊泡孔体积含量为5%
‑
30%，磨耗率小于0.5wt%；BET比表面积为80
‑
250m2/g。
[0008]本专利技术的小颗粒囊泡孔氧化铝材料的制备方法，包括如下内容：（1）将粒度为1000
‑
5000目的拟薄水铝石粉、碳酸钙粉末、水、磺酸盐类阴离子表面活性剂及淀粉混合均匀，打浆至溶胶状；（2）将步骤（1）的溶胶状物以喷雾形式喷入到融化的凡士林中，形成液滴球并老化后，分离出（一般采用过滤方式）凝胶小球，干燥、焙烧，进行酸液常压水热回流处理；（3）将步骤（2）得到的物料进行洗涤、干燥和焙烧，得到小颗粒囊泡孔氧化铝球形。
[0009]本专利技术方法中，步骤（1）所述的拟薄水铝石胶粉为改性或未改性的拟薄水铝石胶粉，所述的改性拟薄水铝石胶粉可以为经硅、硼、磷、钛或锆等元素改性的拟薄水铝石胶粉。
[0010]本专利技术方法中，步骤（1）所述的碳酸钙粉末的粒径为500
‑
5000nm，形状为球形或近球形。
[0011]本专利技术方法中，步骤（1）所述的磺酸盐类阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等中的一种或多种。
[0012]本专利技术方法中，步骤（1）所述的淀粉为大米淀粉、糯米淀粉或木薯淀粉中的一种或多种。
[0013]本专利技术方法中，步骤（1）所述的打浆通过机械搅拌（包括剪切搅拌）等方式进行，打浆的程度满足浆液溶胶状态至少在打浆结束后静置20分钟保持稳定，无明显的分层、沉淀现象。打浆条件优选为：温度80
‑
100℃，时间5
‑
30分钟。
[0014]本专利技术方法中，以步骤（1）所得的混合物的重量为基准，水的加入量为30wt%
‑
70wt%，拟薄水铝石粉的加入量为20wt%
‑
50wt%，碳酸钙粉末加入量为10wt%
‑
25wt%，磺酸盐类阴离子表面活性剂加入量为0.5wt%
‑
5wt%，淀粉加入量为1wt%
‑
10wt%。
[0015]本专利技术方法中，步骤（2）所述喷雾参数的条件根据最终产物的颗粒尺寸来调节。优选喷雾条件为：喷雾压力为1.2
‑
2个大气压，喷嘴直径0.2
‑
0.8mm。
[0016]本专利技术方法中，步骤（2）所述凡士林为液态，温度为50
‑
100℃。
[0017]本专利技术方法中，步骤（2）所述的老化条件为：50
‑
100℃下老化0.5
‑
12小时。
[0018]本专利技术方法中，步骤（2）中所述的干燥温度不大于150℃，优选为40
‑
120℃，干燥时间为12
‑
48小时。
[0019]本专利技术方法中，步骤（2）中所述的酸液为盐酸、硝酸、醋酸或两者任意比例的混合物；酸液浓度0.1
‑
3mol/L；所述酸液的用量满足能够在容器中完全淹没固体物料即可。
[0020]本专利技术方法中，步骤（2）中所述的焙烧条件：温度为300
‑
550℃，焙烧时间0.5
‑
12小时。
[0021]本专利技术方法中，步骤（2）中所述的酸液常压水热回流处理条件：水热处理温度60
‑
100℃，水热处理时间为0.5
‑
6小时。
[0022]本专利技术方法中，步骤（3）中所述洗涤采用的介质为水，洗涤程度直至洗涤液pH值接近中性。
[0023]本专利技术方法中，步骤（3）中所述的干燥条件为：干燥温度不大于200℃，优选为100
‑
150℃干燥，干燥时间12
‑
24小时。
[0024]本专利技术方法中，步骤（3）中所述的焙烧条件：焙烧温度为650
‑
950℃，焙烧时间1
‑
12小时。
[0025]本专利技术的小颗粒囊泡孔氧化铝材料具有尺寸小，内部含有含量及孔径可控的囊泡大孔，磨耗低，可以作为沸腾床、悬浮床等多相催化剂的载体。
附图说明
[0026]图1为实施例1制备的小颗粒囊泡孔氧化铝的光学相机照片。
[0027]图2为实施例1制备的小颗粒囊泡孔氧化铝的扫描电镜图像。
具体实施方式
[0028]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术中，以游标卡尺随机测量100
个颗粒的直径，计算平均直径。以扫描电镜观察样品微观形态。比表面积采用BET法测试。磨耗率采用HG/T 3927
‑
2007所述方法测试。囊泡大孔的体积含量的计算：以扫描电镜观察样品剖面，寻找最大的囊泡孔及最小的囊泡孔，计算其直径平均值，以该直径平均值作为剖面的厚度，得出剖面的体积，再计算剖面所能观察到的所有的囊泡孔的总体积，并将其与剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小颗粒囊泡孔氧化铝材料，其特征在于：粒径为0.2
‑
0.5mm，囊泡孔平均孔径大于200nm且小于1000nm，囊泡孔体积含量为5%
‑
30%。2.根据权利要求1所述的氧化铝材料，其特征在于：磨耗率小于0.5wt%。3.根据权利要求1所述的氧化铝材料，其特征在于：BET比表面积为80
‑
250m2/g。4.一种权利要求1~3任一所述的小颗粒囊泡孔氧化铝材料的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将粒度为1000
‑
5000目的拟薄水铝石粉、碳酸钙粉末、水、磺酸盐类阴离子表面活性剂及淀粉混合均匀，打浆至溶胶状；（2）将步骤（1）的溶胶状物以喷雾形式喷入到融化的凡士林中，形成液滴球并老化后，分离出凝胶小球，干燥、焙烧，进行酸液常压水热回流处理；（3）将步骤（2）得到的物料进行洗涤、干燥和焙烧，得到小颗粒囊泡孔氧化铝球形。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的拟薄水铝石胶粉为未经改性或改性拟薄水铝石胶粉；所述的改性拟薄水铝石胶粉可以为经硅、硼、磷、钛或锆元素改性的拟薄水铝石胶粉。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳酸钙粉末的粒径为500
‑
5000nm。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的磺酸盐类阴离子表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的淀粉为大米淀粉、糯米淀粉或木薯淀粉中的一种或多种。9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的打浆程度满足浆液溶胶状态至少在打浆结束后静置20分钟保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽华，杨卫亚，凌凤香，王少军，沈智奇，
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：