一种打浆混合工艺制造技术

本发明专利技术提供一种打浆混合工艺，包括：通过胶化反应使待混料浆中的其中至少一种料浆形成胶态料浆；将该胶态料浆与其他待混料浆混合得到共混料浆；将共混料浆通过超声分散

【技术实现步骤摘要】
一种打浆混合工艺


[0001]本专利技术属于催化剂制备
，具体地，涉及一种打浆混合工艺，尤其涉及一种甲醇合成催化剂铜锌二元前驱体料浆和铝载体前驱体料浆的打浆混合工艺。

技术介绍

[0002]Cu/ZnO/Al2O3催化剂是性能优良的甲醇合成催化剂，在甲醇合成中占据主导地位。一般认为，Cu/ZnO共同体是活性中心，Al2O3主要起载体作用，用于稳定和分散Cu/ZnO活性中心，增加催化剂的热稳定性和使用寿命。研究发现，为实现高活性，需要Cu与Zn原子尺度均匀分散，而Al和Cu原子尺度分散对催化剂不利，会极大降低催化剂活性，但是要达到足够的稳定性又要求Al2O3与Cu/ZnO纳米尺度均匀分散(Catalysis Today,1987,2:1
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124)。因此，工业上Cu/ZnO/Al2O3催化剂通过将铜锌二元前驱体和铝载体前驱体分别通过沉淀法制备成料浆，而后把两种前驱体料浆混合，再经洗涤、干燥、焙烧、成型等多个步骤形成最终的催化剂。
[0003]铜锌二元前驱体料浆和铝载体前驱体料浆的打浆混合过程对Al2O3载体与Cu/ZnO活性中心的相互分散与结合起决定性影响。目前采用的打浆混合方法为将两种料浆倒在一起搅拌混合，然而这样的混合方式并不能使两种前驱体颗粒充分均匀分散。虽然催化剂前躯体颗粒为纳米颗粒，单颗粒粒径在数十纳米以内，尤其是铝载体前驱体单颗粒粒径在数纳米以内，然而前驱体通过沉淀法制备，为沉沙状，并非胶体状的均匀分散状态，此外，纳米颗粒具有极高的表面能，易于聚集形成二次粒子，这些二次粒子粒径较大，有的甚至能到数十微米以上(应用化工,2021,DOI:10.16581/j.cnki.issn1671
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3206.20210316.002)，采用普通的搅拌混合对沉沙状的悬浊液分散效果并不好，并且普通搅拌不能打散二次粒子，因而无法很好实现不同前驱体纳米颗粒纳米尺度的均匀分散，混合制备的催化剂中容易形成载体和铜锌二元中心的偏析聚集，严重影响催化剂的稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对以上不足，提供一种打浆混合工艺，使料浆中的颗粒均匀分散且能够纳米尺度结合，特别适用于甲醇合成催化剂制备过程中铜锌二元前驱体料浆和铝载体前驱体料浆的混合，防止打浆混合得到的三元前驱体中二元中心与载体分布不均匀、出现偏析聚集。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种打浆混合工艺，包括：
[0007]通过胶化反应使待混料浆中的其中至少一种料浆形成胶态料浆；
[0008]将该胶态料浆与其他待混料浆混合得到共混料浆；
[0009]将共混料浆通过超声分散
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胶体磨混合进行若干次循环处理，至共混料浆中的粒度呈单分布且粒径随该循环处理变化率小于10％为止。
[0010]进一步的，所述超声分散
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胶体磨混合的循环处理，是将超声池中的共混料浆经循
环泵送入胶体磨中混合，经胶体磨混合后的料浆送回超声池中超声分散，该过程为一个循环。
[0011]进一步的，所述待混料浆至少包含一种含铝料浆。在甲醇合成催化剂制备过程中，所述待混料浆包括甲醇合成催化剂的载体前驱体料浆和二元前驱体料浆。只要待混料浆中的其中一种胶化，就能使胶化后的料浆与其它料浆均匀混合分散。每一种料浆都胶化的效果更好，但不是每种料浆都适合胶化处理，其他料浆要么胶化困难，要么结构会被破坏。
[0012]进一步的，所述胶化反应为使用酸性pH调节剂进行酸性pH调节，使待混料浆中的含铝料浆形成胶体状或类胶体状。
[0013]进一步的，所述酸性pH调节剂为硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的至少一种，调节后料浆pH为4～6。
[0014]进一步的，使用酸性pH调节剂进行胶化反应的，打浆混合完成后，通过碱性pH调节剂进行碱性pH调节，使共混料浆pH至中性后，再次进行循环处理，让酸碱反应更彻底，同时让碱性pH调节后的料浆分散均匀，因为碱性pH调节后料浆颗粒微环境会有所改变。
[0015]进一步的，所述碱性pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的至少一种。
[0016]进一步的，所述酸性pH调节在胶化池中进行，所述碱性pH调节在超声池中进行。
[0017]进一步的，所述胶化反应和超声分散都在搅拌条件下进行。所述超声分散过程可以在室温或加热条件下进行。
[0018]进一步的，所述待混料浆的固含量为10g/L～300g/L。
[0019]铝载体前驱体在pH 4～6之间能形成果冻状类胶体态，纳米颗粒分散均匀稳定，长时间放置不易沉淀，与原中性料浆极易沉淀形成显著区别。
[0020]超声波是一种波长极短的机械波，当超声振动传递到液体中时，由于声强很大，会在液体中激发很强的空化效应，从而在液体中产生大量的空化气泡，这些空化气泡高频率产生和爆破产生微射流，可将液体中聚集形成的大尺寸二次粒子击碎分散成一次粒子。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]本专利技术基于料浆悬浊液易沉降、分散不均匀，且纳米颗粒易于聚集形成大尺寸二次粒子导致不同料浆组分偏析聚集的问题，使其中至少一种料浆成胶体或类胶体状，形成均匀分散的体系，并使用超声分散将前躯体料浆中的二次粒子打散成一次粒子，在胶化与超声分散的基础上，采用胶体磨代替普通搅拌，高效混匀料浆粒子，结合胶化、超声分散和胶体磨混合的优势，并进行循环处理，有助于实现不同料浆粒子的纳米尺度的分散和结合，防止不同组合尤其是载体组分的偏析聚集。
[0023]本专利技术所述打浆混合工艺应用于甲醇合成催化剂制备过程中铜锌二元前驱体料浆和铝载体前驱体料浆的混合，相比现有技术中直接搅拌混合的方式，制备的催化剂Cu/ZnO活性中心与Al2O3载体组分纳米尺度均匀分布，载体Al2O3不会偏析聚集，能有效分散、隔离和稳定Cu/ZnO活性中心，防止活性中心组分迁移团聚，提高催化剂稳定性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例提供的一种打浆混合工艺流程示意图；
[0025]图2为实施例5(Cal
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5)的HAADF照片及Al元素分布图；
[0026]图3为对比例1(Ref
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1)的HAADF照片及Al元素分布图。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图和具体实施例更详细地描述本专利技术的优选实施方式。
[0028]以下实施例所用的铜锌二元前驱体中铜与锌以氧化物计质量比为3:1，所有实施例控制最终催化剂组成为(CuO+ZnO)质量分数90％，Al2O3质量分数10％。
[0029]实施例1
[0030]取载体前驱体料浆稀释至固含量23.5g/L，在胶化池中用稀硝酸调节料浆pH至6.0；取二元前驱体料浆稀释至固含量125g/L，将二者等体积加入超声池中，室温下超声分散
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胶体磨混合循环三次，用氢氧化钠调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种打浆混合工艺，其特征在于，包括：通过胶化反应使待混料浆中的其中至少一种料浆形成胶态料浆；将该胶态料浆与其他待混料浆混合得到共混料浆；将共混料浆通过超声分散
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胶体磨混合进行若干次循环处理，至共混料浆中的粒度呈单分布且粒径随该循环处理变化率小于10％为止。2.根据权利要求1所述的打浆混合工艺，其特征在于，所述超声分散
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胶体磨混合的循环处理，是将超声池中的共混料浆经循环泵送入胶体磨中混合，经胶体磨混合后的料浆送回超声池中超声分散，该过程为一个循环。3.根据权利要求1或2所述的打浆混合工艺，其特征在于，所述待混料浆中至少包含一种含铝料浆。4.根据权利要求3所述的打浆混合工艺，其特征在于，所述胶化反应为使用酸性pH调节剂进行酸性pH调节，使待混料浆中的含铝料浆形成胶体状或类胶体状。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琼，范曲立，仪明东，王义成，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：