專利名稱：大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法
大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法技術領域
本發明屬改性氧化鋁的制備領域，特別涉及一種大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法。
背景技術：
隨著汽車保有量及需求量的不斷增加，汽車尾氣污染已成為大中城市大氣主要污染源。汽車排放的尾氣中的污染物主要有碳氫化合物(HC)，碳氧化物(CO和C02)、氮氧化物(NOx)。目前，全球機動車中僅汽車每年就向大氣中排放CO 20億噸，HC 4億噸，NOx 2億噸。因此，汽車尾氣的處理也日益成為重要的課題。汽車尾氣催化劑按反應功能分類有氧化催化劑和三效催化劑(即可以同時轉化CO、HC和NOxW催化劑)。其中三效催化劑是目前機動車尾氣機外凈化治理最有效的方法之一。經典的三效催化劑Pt-^VCeO2/ y -Al2O3 在氧化CO和HC的同時將NOx還原除去，它以蜂窩狀堇青石(硅鋁酸鎂)為第一載體，以活性氧化鋁Y -Al2O3為第二載體，Pt、Pd和1 為活性組分，Ce、La和Ba等為助劑通過浸制而成，具有活性高、選擇性和穩定性好的特點。但由于原油儲備日益減少，加工的原油質量逐漸變差，汽油質量降低，導致汽油中大分子烯烴類化合物和重金屬含量增多，這些物質吸附在Y-Al2O3表面而阻礙小分子反應物在表面的催化反應，從而引起活性下降。因此，提高Y-Al2O3的孔容和比表面積來保證催化劑活性的發揮是目前亟需解決的問題。針對以上問題，CN 100346873C(—種大孔容高比表面積氧化鋁的制備方法)采用鋁鹽和環糊精為原料，加入碳酸銨等堿液沉淀劑，焙燒獲得的活性氧化鋁比表面積可達220-480m2/g，但孔容僅為0. 7-1. 55ml/g。CN 101890375 A (—種大孔氧化鋁載體及其制備方法)采用熔鹽超增溶膠團法制備氫氧化鋁凝膠為原料，再浸漬含改性劑的前驅體溶液，獲得大孔氧化鋁載體，其孔容在0. 95ml/g時，比表面積可達316 m2/g，而孔容在2. 3ml/g時，其比表面積只有 201m2/g。上述制備活性氧化鋁的方法存在生產成本高，工藝復雜，所制的活性氧化鋁難以同時發揮大孔容和高比表面積等特點。發明內容
本發明旨在克服現有技術的不足之處而提供一種工藝簡單，正丁醇可循環利用， 比表面積高，孔徑孔容大，便于工業化生產的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法。
為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的。
一種大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，包括以下步驟(1)配置硝酸溶液，將鋁酸鈉溶液緩慢加入硝酸溶液中并攪拌形成溶膠；(2)調節老化溫度；(3)將老化后的溶膠進行減壓抽濾與洗滌；(4)將步驟(3)所得產物與正丁醇混合，進行共蒸餾處理，得到干燥前驅體；(5)將前驅體焙燒，即得目的產物。
作為一種優選方案，本發明所述步驟(1)中，配置1 3mol/L的硝酸溶液，反應溫度20 50°C ；pH值在6 10之間。
作為另一種優選方案，本發明所述步驟(2)中，老化溫度50 90° C，老化時間2 10h。
進一步地，本發明將步驟(3)所得產物與正丁醇混合，按固液體積比1 :3 8的比例進行共蒸餾處理，得到干燥前驅體。
更進一步地，本發明所述步驟(1)中，鋁酸鈉溶液為氧化鋁工業溶液，其苛性比α k 為 1· 30 1. 50。
另外，本發明所述步驟(3)中，將老化后的溶膠進行減壓抽濾與超聲洗滌數次，制得濾餅。
本發明以廉價的鋁酸鈉為鋁源，以硝酸溶液為沉淀劑，采用反向沉淀-共蒸餾法制備大孔容高比表面積的活性氧化鋁。在500° C熱處理后，得到納米纖維狀γ-Al2O3，其比表面積大于420m2/g，平均孔容高于2. 40ml/g,平均孔直徑大于25nm，具有原料成本低，工藝簡單，正丁醇可循環利用，比表面積高，孔徑孔容大的特點。本發明所制備的大孔容高比表面積活性氧化鋁可作為環保工業中汽車尾氣凈化催化劑載體的使用以及石油工業中的重質油、渣油等加氫催化劑載體的使用。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1為本發明活性氧化鋁場發射掃描電鏡(SEM)照片。
具體實施方式
實施例1 ；取100ml，lmol/L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 30° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(a k= 1.45)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到10。設定老化溫度為60° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為池。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 5的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
實施例2 ；取100ml，lmol/L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 30° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(a k= 1.40)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到9。設定老化溫度為70° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為4h。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 4的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
實施例3 ；取100ml，2mol/L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 20° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(a k= 1.35)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到9。設定老化溫度為80° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為證。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 5的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
實施例4;取100ml，2mol/L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 40° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(Cik= 1.50)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到6。設定老化溫度為90° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為他。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 3的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
實施例5 ；取100ml，3mol/L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 50° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(Cik= 1.45)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到7。設定老化溫度為70° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為他。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 8的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
實施例6 ；取10Om 1，1 mo 1 /L的硝酸溶液放置于燒杯中，設定水浴反應溫度為 30° C并進行磁力攪拌，將鋁酸鈉溶液(Cik= 1.40)緩慢滴入以上溶液中，直到溶液pH值達到8。設定老化溫度為50° C并進行激烈攪拌老化，老化時間為10h。老化結束后采用減壓抽濾進行固液分離和超聲洗滌數次，獲得的濾餅轉移置蒸餾瓶中，按固液體積比=1 5的比例加入正丁醇進行共蒸餾。將獲得的活性氧化鋁前驅體放入馬弗爐中在500° C下焙燒 4小時獲得大孔容高比表面積的活性氧化鋁。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配置硝酸溶液，將鋁酸鈉溶液緩慢加入硝酸溶液中并攪拌形成溶膠；(2)調節老化溫度；(3)將老化后的溶膠進行減壓抽濾與洗滌；(4)將步驟(3)所得產物與正丁醇混合，進行共蒸餾處理，得到干燥前驅體；(5)將前驅體焙燒，即得目的產物。
2.根據權利要求1所述的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，配置1 3mol/L的硝酸溶液，反應溫度20 50°C ；pH值在6 10之間。
3.根據權利要求2所述的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中，老化溫度50 90° C，老化時間2 IOh。
4.根據權利要求3所述的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于將步驟(3)所得產物與正丁醇混合，按固液體積比1 :3 8的比例進行共蒸餾處理，得到干燥前驅體。
5.根據權利要求4所述的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中，鋁酸鈉溶液為氧化鋁工業溶液，其苛性比α k為1. 30 1. 50。
6.根據權利要求1 5之任一所述的大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中，將老化后的溶膠進行減壓抽濾與超聲洗滌數次，制得濾餅全文摘要
本發明屬改性氧化鋁的制備領域，特別涉及一種大孔容高比表面積活性氧化鋁的制備方法，其包括以下步驟(1)配置1～3mol/L的硝酸溶液，將鋁酸鈉溶液緩慢加入硝酸溶液中并攪拌形成溶膠；反應溫度20～50℃；pH值在6～10之間；(2)調節老化溫度50～90°C，老化時間2～10h；(3)將老化后的溶膠進行減壓抽濾與洗滌；(4)將上述產物與正丁醇混合，按固液體積比13～8的比例進行共蒸餾處理，得到干燥前驅體；(5)將前驅體焙燒，即得目的產物。本發明工藝簡單，正丁醇可循環利用，比表面積高，孔徑孔容大，便于工業化生產。
文檔編號B01J32/00GK102515229SQ20111040848
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年12月9日
發明者吳玉勝, 胡方, 馬姣 申請人:沈陽工業大學