一种制备高纯度拟薄水铝石的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410344678.1

申请日:

2014.07.18

公开号:

CN104192880A

公开日:

2014.12.10

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C01F 7/02申请日:20140718|||公开

IPC分类号:

C01F7/02

主分类号:

C01F7/02

申请人:

大连理工大学

发明人:

宁桂玲; 田朋; 田俊英; 林源; 庞洪昌

地址:

116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号

优先权:

专利代理机构:

大连理工大学专利中心 21200

代理人:

李宝元;梅洪玉

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内容摘要

本发明属于无机材料制备技术领域,涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝-异丙醇溶液中,在60~80℃下水解反应2~8h;所述含造孔剂的水解液由去离子水和异丙醇配制,去离子水和异丙醇的质量比为1:0.5~3;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2~20:1;水解产物在60~260℃条件下进行干燥,干燥后得到高纯度拟薄水铝石。整个制备过程无废物排放,属于环保型技术;同时反应流程简单,容易控制。

权利要求书

1.  一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,其特征在于,步骤如下:
步骤1.在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝-异丙醇溶液中,在60~80℃下水解反应2~8h;所述的水解液由去离子水和异丙醇配制,去离子水和异丙醇的质量比为1:0.5~3;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2~20:1;
步骤2.将步骤1中所得水解产物在60~260℃条件下进行干燥,即得高纯度拟薄水铝石;
其中,异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20%wt~90%wt。

2.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为50%wt~80%wt。

3.
  根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的异丙醇铝-异丙醇溶液的异丙醇铝中Na2O的质量百分含量为0.001%wt以下;Fe2O3的质量百分含量为0.006%wt以下;SiO2的质量百分含量为0.006%wt以下;TiO2的质量百分含量为0.010%wt以下。

4.
  根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合。

5.
  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合。

6.
  根据权利要求1或2或5所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇 铝的质量比不大于1:10。

7.
  根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。

8.
  根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。

说明书

一种制备高纯度拟薄水铝石的方法
技术领域
本发明属于无机材料制备技术领域,涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。
背景技术
拟薄水铝石,又名一水合氧化铝、假一水软铝石,是化学品氧化铝的重要类别之一。拟薄水铝石主要用于制作催化剂的原料,如在石油化工领域用作裂化、加氢和重整催化剂的粘结剂或催化剂载体;在氮肥生产行业,拟薄水铝石用作制氨催化剂的载体;在环保方面,拟薄水铝石被广泛应用于制备汽车尾气净化的催化剂。
拟薄水铝石生产方法主要有无机铝盐沉淀法和铝醇盐水解法。目前,我国企业普遍采用无机铝盐沉淀法生产拟薄水铝石,制备步骤包括成胶、老化、分离及洗涤和干燥等过程;无机铝盐沉淀法工艺简单,成本较低,但产品杂质含量高(如Na2O含量高于0.1%,SiO2含量高于0.1%),洗涤用水量大(每生产1吨拟薄水铝石需要用20吨以上洗涤用水),孔径分布不易控制。铝醇盐水解法主要指由德国Coldea公司(已被Sasol公司收购)开发的一种以高纯铝和高级醇(正戊醇、正己醇)为原料生产优质拟薄水铝石的方法;该公司的品牌产品SB粉纯度高(如Na2O含量低于0.005%,SiO2含量低于0.02%),晶型好、孔容和比表面积大,广泛用于催化领域,但该法使用的高级醇具有一定毒性,生产成本较高,我国尚未见工业化的报道。
对比之下,本发明在异丙醇铝水解制备高纯氧化铝的基础上,提出一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,其主要技术指标为:产品晶相为AlOOH·xH2O,Al2O3含量不低于70%wt(质量百分含量,下同),Na2O含量不高于0.005%wt, Fe2O3含量不高于0.020%wt,SiO2含量不高于0.020%wt,TiO2含量不高于0.050%wt,比表面积为200~500m2/g,堆积密度为200~800g/L,孔容为0.4~1.6mL/g。
发明内容
本发明的目的是提供一种高纯度拟薄水铝石的制备方法,其产品纯度高,孔容和比表面积容易控制,操作工艺简单、成本低、无废物排放,能够满足国内外在石油催化裂解和汽车尾气处理等领域对优质拟薄水铝石的需求。
本发明的技术方案是以异丙醇铝和去离子水为原料,异丙醇为溶剂,在造孔剂存在下水解,获得拟薄水铝石胶体,再经干燥获得高纯度拟薄水铝石。
一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,具体步骤如下:
步骤1.在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝-异丙醇溶液中,在60~80℃下水解反应2~8h;所述的水解液由去离子水和异丙醇配制,去离子水和异丙醇的质量比为1:0.5~3;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2~20:1;
步骤2.将步骤1中所得水解产物在60~260℃条件下进行干燥,干燥后得到高纯度拟薄水铝石。
所述的异丙醇铝-异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20%wt~90%wt,优先选取50%wt~80%wt。
所述的异丙醇铝-异丙醇溶液使用的原料异丙醇铝中Na2O的质量百分含量为0.001%wt以下,Fe2O3的质量百分含量为0.006%wt以下,SiO2的质量百分含量为0.006%wt以下,TiO2的质量百分含量为0.010%wt以下。
所述的水解液中的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EO-PO型聚醚Pluronic F127(F127)、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌 段共聚物(P123)、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、β-环糊精中的一种或两种以上混合;造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于1:10。
本发明的有益效果:整个制备过程无废物排放,属于环保型技术;同时反应流程简单,容易控制。本发明在制造成本和环境友好等方面都展现出显著的竞争优势和利润空间。另外,本发明使用的原料异丙醇铝由金属铝与异丙醇反应获得,异丙醇铝与长链铝醇盐比较,具有溶剂毒性低,易纯化等优点,是我国比较成熟的工业化产品。
具体实施方式
以下结合技术方案进一步说明本发明的具体实施方式
实施例1
取510g异丙醇铝(Na2O含量为0.001%wt,Fe2O3含量为0.002%wt,SiO2含量为0.005%wt,TiO2含量为0.001%wt)与100g异丙醇放入4L反应器中,在75℃下机械搅拌均匀,然后加入水解液(水解液中去离子水质量为900g,异丙醇质量为450g,聚乙二醇2000质量为10g),水解反应8h,之后将水解产物移入到干燥器中,60℃条件下干燥12h,得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的Al2O3含量为72~75%,Na2O含量为0.004%wt,Fe2O3含量为0.007%wt,SiO2含量为0.016%wt,TiO2含量为0.004%wt,比表面积为250~270m2/g,堆积密度为700~750g/L,孔容为0.4~0.45mL/g。
实施例2
取510g异丙醇铝(Na2O含量为0.001%wt,Fe2O3含量为0.005%wt,SiO2含量为0.005%wt,TiO2含量为0.005%wt)与1000g异丙醇放入4L反应器中,在65℃下机械搅拌均匀,然后加入水解液(水解液中去离子水质量为90g,异丙醇质量为270g,正辛醇质量为40g,F127质量为10g),水解反应2h,之后 将水解产物移入到干燥器中,240℃条件下干燥1h,得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的Al2O3含量为76~78%,Na2O含量为0.004%wt,Fe2O3含量为0.017%wt,SiO2含量为0.018%wt,TiO2含量为0.016%wt,比表面积为450~480m2/g,堆积密度为200~230g/L,孔容为1.45~1.50mL/g。

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1、10申请公布号CN104192880A43申请公布日20141210CN104192880A21申请号201410344678122申请日20140718C01F7/0220060171申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号72发明人宁桂玲田朋田俊英林源庞洪昌74专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李宝元梅洪玉54发明名称一种制备高纯度拟薄水铝石的方法57摘要本发明属于无机材料制备技术领域,涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝异丙醇溶液中,在6080下水解反应28H;所述含造孔剂的水解液由去离子水和异。

2、丙醇配制,去离子水和异丙醇的质量比为1053;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2201;水解产物在60260条件下进行干燥,干燥后得到高纯度拟薄水铝石。整个制备过程无废物排放,属于环保型技术;同时反应流程简单,容易控制。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页10申请公布号CN104192880ACN104192880A1/1页21一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,其特征在于,步骤如下步骤1在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝异丙醇溶液中,在6080下水解反应28H;所述的水解液由去离子水和异丙醇配制,去。

3、离子水和异丙醇的质量比为1053;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2201;步骤2将步骤1中所得水解产物在60260条件下进行干燥,即得高纯度拟薄水铝石;其中,异丙醇铝异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20WT90WT。2根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的异丙醇铝异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为50WT80WT。3根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述的异丙醇铝异丙醇溶液的异丙醇铝中NA2O的质量百分含量为0001WT以下;FE2O3的质量百分含量为0006WT以下;SIO2的质量百分含量为0006WT以下;TIO2的质量百分含量为0010WT以下。4根据权利要求1或。

4、2所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EOPO型聚醚PLURONICF127、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、环糊精中的一种或两种以上混合。5根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EOPO型聚醚PLURONICF127、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、环糊精中的一种或两种以上混合。6根据权利要求1或2或5所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于110。

5、。7根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于110。8根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述的造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于110。权利要求书CN104192880A1/2页3一种制备高纯度拟薄水铝石的方法技术领域0001本发明属于无机材料制备技术领域,涉及一种制备高纯度拟薄水铝石的方法。背景技术0002拟薄水铝石,又名一水合氧化铝、假一水软铝石,是化学品氧化铝的重要类别之一。拟薄水铝石主要用于制作催化剂的原料,如在石油化工领域用作裂化、加氢和重整催化剂的粘结剂或催化剂载体;在氮肥生产行业,拟薄水铝石用作制氨催化剂的载体;在环保方面,拟薄水铝石被广泛应用于。

6、制备汽车尾气净化的催化剂。0003拟薄水铝石生产方法主要有无机铝盐沉淀法和铝醇盐水解法。目前,我国企业普遍采用无机铝盐沉淀法生产拟薄水铝石,制备步骤包括成胶、老化、分离及洗涤和干燥等过程;无机铝盐沉淀法工艺简单,成本较低,但产品杂质含量高如NA2O含量高于01,SIO2含量高于01,洗涤用水量大每生产1吨拟薄水铝石需要用20吨以上洗涤用水,孔径分布不易控制。铝醇盐水解法主要指由德国COLDEA公司已被SASOL公司收购开发的一种以高纯铝和高级醇正戊醇、正己醇为原料生产优质拟薄水铝石的方法;该公司的品牌产品SB粉纯度高如NA2O含量低于0005,SIO2含量低于002,晶型好、孔容和比表面积大,。

7、广泛用于催化领域,但该法使用的高级醇具有一定毒性,生产成本较高,我国尚未见工业化的报道。0004对比之下,本发明在异丙醇铝水解制备高纯氧化铝的基础上,提出一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,其主要技术指标为产品晶相为ALOOHXH2O,AL2O3含量不低于70WT质量百分含量,下同,NA2O含量不高于0005WT,FE2O3含量不高于0020WT,SIO2含量不高于0020WT,TIO2含量不高于0050WT,比表面积为200500M2/G,堆积密度为200800G/L,孔容为0416ML/G。发明内容0005本发明的目的是提供一种高纯度拟薄水铝石的制备方法,其产品纯度高,孔容和比表面积容易控制,。

8、操作工艺简单、成本低、无废物排放,能够满足国内外在石油催化裂解和汽车尾气处理等领域对优质拟薄水铝石的需求。0006本发明的技术方案是以异丙醇铝和去离子水为原料,异丙醇为溶剂,在造孔剂存在下水解,获得拟薄水铝石胶体,再经干燥获得高纯度拟薄水铝石。0007一种制备高纯度拟薄水铝石的方法,具体步骤如下0008步骤1在搅拌条件下,将含造孔剂的水解液按给定配比加入到异丙醇铝异丙醇溶液中,在6080下水解反应28H;所述的水解液由去离子水和异丙醇配制,去离子水和异丙醇的质量比为1053;去离子水与异丙醇铝的物质的量之比为2201;0009步骤2将步骤1中所得水解产物在60260条件下进行干燥,干燥后得到高。

9、纯度拟薄水铝石。0010所述的异丙醇铝异丙醇溶液中异丙醇铝的质量百分含量为20WT90WT,说明书CN104192880A2/2页4优先选取50WT80WT。0011所述的异丙醇铝异丙醇溶液使用的原料异丙醇铝中NA2O的质量百分含量为0001WT以下,FE2O3的质量百分含量为0006WT以下,SIO2的质量百分含量为0006WT以下,TIO2的质量百分含量为0010WT以下。0012所述的水解液中的造孔剂为醋酸、硝酸、尿素、油酸、硬脂酸、月桂醇、正辛醇、EOPO型聚醚PLURONICF127F127、聚氧乙烯聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段共聚物P123、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000、聚乙二醇40。

10、00、环糊精中的一种或两种以上混合;造孔剂与异丙醇铝的质量比不大于110。0013本发明的有益效果整个制备过程无废物排放,属于环保型技术;同时反应流程简单,容易控制。本发明在制造成本和环境友好等方面都展现出显著的竞争优势和利润空间。另外,本发明使用的原料异丙醇铝由金属铝与异丙醇反应获得,异丙醇铝与长链铝醇盐比较,具有溶剂毒性低,易纯化等优点,是我国比较成熟的工业化产品。具体实施方式0014以下结合技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。0015实施例10016取510G异丙醇铝NA2O含量为0001WT,FE2O3含量为0002WT,SIO2含量为0005WT,TIO2含量为0001WT与10。

11、0G异丙醇放入4L反应器中,在75下机械搅拌均匀,然后加入水解液水解液中去离子水质量为900G,异丙醇质量为450G,聚乙二醇2000质量为10G,水解反应8H,之后将水解产物移入到干燥器中,60条件下干燥12H,得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的AL2O3含量为7275,NA2O含量为0004WT,FE2O3含量为0007WT,SIO2含量为0016WT,TIO2含量为0004WT,比表面积为250270M2/G,堆积密度为700750G/L,孔容为04045ML/G。0017实施例20018取510G异丙醇铝NA2O含量为0001WT,FE2O3含量为0005WT,SIO2含量为0005WT,TIO2含量为0005WT与1000G异丙醇放入4L反应器中,在65下机械搅拌均匀,然后加入水解液水解液中去离子水质量为90G,异丙醇质量为270G,正辛醇质量为40G,F127质量为10G,水解反应2H,之后将水解产物移入到干燥器中,240条件下干燥1H,得到高纯度拟薄水铝石。拟薄水铝石的AL2O3含量为7678,NA2O含量为0004WT,FE2O3含量为0017WT,SIO2含量为0018WT,TIO2含量为0016WT,比表面积为450480M2/G,堆积密度为200230G/L,孔容为145150ML/G。说明书CN104192880A。

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