多孔质氧化铝和催化剂制造技术

提供耐热性和抗结焦性优异的多孔质氧化铝。在氧化铝中添加二氧化硅和氧化钡而成的多孔质氧化铝，以如下方式在氧化铝中分别添加有二氧化硅和氧化钡：设SiO2添加量相对于氧化铝和SiO2添加量的合计质量的比例为SiO2添加率(质量％)，设BaO添加量相对于氧化铝和SiO2添加量的合计质量的比例为BaO添加率(质量％)，在SiO2添加率为3质量％以下的范围内，BaO添加率为14质量％以下的范围内，所述多孔质氧化铝以1200℃经30小时的热处理后，由规定的测量方法测量的比表面积为基准比表面积以上，该基准比表面积，是对于所述多孔质氧化铝，将所述SiO2添加率设定为3质量％，将所述BaO添加率设定为0质量％而作为比较用的基准多孔质氧化铝，并对其以同样方式测量出的比表面积。并对其以同样方式测量出的比表面积。并对其以同样方式测量出的比表面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多孔质氧化铝和催化剂


[0001]本专利技术涉及在氧化铝中添加二氧化硅和固体碱性氧化物而成的多孔质氧化铝，以及使用多孔质氧化铝作为催化剂载体的催化剂，特别是涉及作为固体碱性氧化物而添加有氧化钡的多孔质氧化铝和催化剂。

技术介绍

[0002]γ－氧化铝等具有大比表面积的多孔质氧化铝材料，作为担载催化剂物质的催化剂载体、过滤器等有用，历来，进行有对其特性改良的研究(例如，参照专利文献1至5等)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2004－203654号公报
[0006]专利文献2：国际公开第2014/051091号
[0007]专利文献3：国际公开第2012/096386号
[0008]专利文献4：国际公开第2013/111457号
[0009]专利文献5：日本特开2009－061383号公报
[0010]非专利文献
[0011]非专利文献1：沼口徹，他“甲烷水蒸气改质催化剂的活性和碳析出性的评价”，石油学术期刊，Vol.39，No.3，1996.
[0012]非专利文献2：Ki
‑
Yong Lee,et al.，"Deactivation by coke deposition on the HZSM
‑
5catalysts in the methanol
‑
to
‑
hydrocarbon conversion"，Journal of Physics and Chemistry of Solids 73(2012)1542
–
1545.

技术实现思路

[0013]专利技术所要解决的问题
[0014]但是，γ－氧化铝等具有大的比表面积的现有多孔质氧化铝材料，若在1000℃以上的高温下，经过极短时间，或即使在较低温度下经过长时间，都容易转变为α相，比表面积显著降低。向α相的转变，有在水蒸气气氛下和高压下更显著的倾向。
[0015]若为了抑制向α相的转变，而使用二氧化硅(SiO2)等的固体酸性添加物，则耐热性大幅提高，即使在高温下也能够维持大的比表面积，另一方面，多孔质氧化铝材料的固体酸性变大。因此，将含有固体酸性添加物的多孔质氧化铝材料作为催化剂载体使用时，在以碳氢化合物为对象的反应中，催化剂表面容易发生碳析出(结焦)，成为催化剂失活的原因。因此，对于水蒸气重整反应等使用碳氢化合物的反应中所使用的催化剂载体，不仅要求耐热性，还要求抗结焦性。还有，众所周知的是，若多孔质载体的固体酸性变大，则容易发生结焦，这正如上述非专利文献1和2中也有所公开的那样。
[0016]图1中表示，通过基于与后述的比较用试样相同的混捏法的制备方法而制备的只添加有二氧化硅的多孔质氧化铝的SiO2添加率与比表面积的关系。通过氮吸附BET法测量
通过在空气中以1000℃烧成5小时而得到的试料A、对于试料A追加了以1200℃热处理5小时的试料B、对于试料A追加了以1200℃经30小时热处理的试料C的各比表面积。如图1所示，随着SiO2添加率的增加，热处理后的比表面积大大提高，可知二氧化硅对多孔质氧化铝的耐热性提高有效。
[0017]图2中表示，对于试料A，通过升温脱附法(TPD，碱探针分子：NH3，酸探针分子：CO2)，测量多孔质氧化铝表面的固体酸量和固体碱量的测量结果。可知随着SiO2添加率的增加，NH3吸附量增加，CO2吸附量降低，多孔质氧化铝表面的固体酸量增加，固体碱量减少。
[0018]因为固体表面的酸点和碱点难以中和，所以共存。二氧化硅、氧化铝及其混合氧化物既是固体酸，也是固体碱，因此如图2所示，固体酸量和固体碱量两方，在固体表面不中和的情况下被测量到。
[0019]由图1和图2可知，仅通过添加固体酸性的二氧化硅，难以使γ－氧化铝的耐热性提高和固体酸性的增加抑制(抗结焦性)并立。另外，出于使耐热性提高的目的，也报告称在氧化铝中添加钡和镧等的方法，任何一种都谈不上具有充分的耐热性(参照专利文献4和5)。
[0020]本专利技术鉴于上述问题点而提出，其目的在于，提供一种耐热性和抗结焦性优异的多孔质氧化铝，此外，提供以该多孔质氧化铝作为催化剂载体使用的催化剂。
[0021]解决问题的手段
[0022]本申请专利技术人锐意研究的结果发现，作为向γ－氧化铝等具有大比表面积的多孔质氧化铝中添加的添加物，通过使二氧化硅与作为固体碱性氧化物的氧化钡组合，恰当调整二氧化硅和氧化钡的各添加量，相比只添加二氧化硅的多孔质氧化铝而言，能够得到耐热性和抗结焦性优异的多孔质氧化铝，从而达成了以下所示的专利技术。
[0023]一种在氧化铝(Al2O3)中添加二氧化硅(SiO2)和氧化钡(BaO)而成的多孔质氧化铝，其第一特征在于，以如下方式在所述氧化铝中分别添加有所述二氧化硅和所述氧化钡：
[0024]设所述SiO2添加量相对于所述氧化铝和SiO2添加量的合计质量的比例为SiO2添加率(质量％)，
[0025]设BaO添加量相对于所述氧化铝和所述SiO2添加量的合计质量的比例为BaO添加率(质量％)，
[0026]所述SiO2添加量，是将所述多孔质氧化铝中的硅(Si)含量换算成SiO2含量的量，
[0027]所述BaO添加量，是将所述多孔质氧化铝中的钡(Ba)含量换算成BaO含量的量，
[0028]在所述SiO2添加率为3质量％以下的范围内，所述BaO添加率为14质量％以下的范围内，
[0029]所述多孔质氧化铝经1200℃、30小时的热处理后，以规定的测量方法测量的比表面积为基准比表面积以上，该基准比表面积，是对于所述多孔质氧化铝，将所述SiO2添加率设定为3质量％，将所述BaO添加率设定为0质量％而作为比较用的基准多孔质氧化铝，并对其以同样方式测量出的比表面积。
[0030]还有，比表面积的测量方法，当然使用与针对本专利技术的多孔质氧化铝与比较用的基准多孔质氧化铝相同的测量方法，不过，例如，能够使用与图1所示的比表面积的测量同样的众所周知的氮吸附BET法。
[0031]另外，SiO2添加量，规定为将多孔质氧化铝中的硅(Si)含量换算成SiO2含量的量，
钡的添加量，规定为将多孔质氧化铝中的钡(Ba)含量换算成BaO含量的量，这些规定是考虑到如下而得到：在制备后的多孔质氧化铝中，各添加量是由X射线荧光分析装置，作为硅和钡元素的量被测量的，而不是作为二氧化硅和氧化钡的添加量被测量的；此外还能够设想到，所添加的二氧化硅的一部分，作为硅进入氧化铝骨架的情况，所添加的二氧化硅和氧化钡，通过与氧化铝的固相反应而形成铝酸盐相的情况。
[0032]根据上述第一特征的多孔质氧化铝，在SiO2添加率为3质量％以下的范围内，所述BaO添加率为14质量％以下的范围内，固体酸量为基准固体酸量以下，并且，SiO2添加率与BaO添加率，以在1200℃下经30小时热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多孔质氧化铝，其特征在于，是在氧化铝Al2O3中添加二氧化硅SiO2和氧化钡BaO而成的多孔质氧化铝，其中，以如下方式在所述氧化铝中分别添加有所述二氧化硅和所述氧化钡：设所述SiO2添加量相对于所述氧化铝和SiO2添加量的合计质量的比例为SiO2添加率，单位为质量％，设BaO添加量相对于所述氧化铝和所述SiO2添加量的合计质量的比例为BaO添加率，单位为质量％，所述SiO2添加量，是将所述多孔质氧化铝中的硅Si的含量换算为SiO2含量的量，所述BaO添加量，是将所述多孔质氧化铝中的钡Ba的含量换算为BaO含量的量，在所述SiO2添加率为3质量％以下的范围内，所述BaO添加率为14质量％以下的范围内，所述多孔质氧化铝在1200℃下、30小时的热处理后，以规定的测量方法测量的比表面积为基准比表面积以上，该基准比表面积，是对于所述多孔质氧化铝，将所述SiO2添加率设定为3质量％，将所述BaO添加率设定为0质量％而作为比较用的基准多孔质氧化铝，并对该基准多孔质氧化铝以同样方式测量出的比表面积。2.根据权利要求1所述的多孔质氧化铝，其特征在于，在所述SiO2添加率为0.7质量％以上且3质量％以下的范围内，以使所述多孔质氧化铝的所述比表面积为所述基准比表面积以上的方式，在所述氧化铝中分别添加有所述二氧化硅和所述氧化钡。3.根据权利要求1或2所述的多孔质氧化铝，其特征在于，在所述BaO添加率为0.5质量％以上且14质量％以下的范围内，以使所述多孔质氧化铝的所述比表面积为所述基准比表面积以上的方式，在所述氧化铝中分别添加有所述二氧化硅和...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川章，门磨义浩，冈田治，本村加奈，小笠原静香，中村宽美，野野内保，松田薰，
申请(专利权)人：独立行政法人国立高等专门学校机构，
类型：发明
国别省市：