《一种条状晶粒薄水铝石及其制备方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种条状晶粒薄水铝石及其制备方法.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104150513A43申请公布日20141119CN104150513A21申请号201310178860X22申请日20130515C01F7/0220060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院72发明人蔡迎春杨彦鹏马爱增54发明名称一种条状晶粒薄水铝石及其制备方法57摘要一种条状晶粒薄水铝石，其晶粒的宽为36NM、长为20107NM。该条状晶粒薄水铝石的制备方法包括将C5C7的醇铝在水/醇铝摩尔比为36、80100条件下水解，将水解后所得浆液置于密闭容器中，于100200，02。
2、10MPA条件下老化248小时，分离水解产生的醇，得到条状晶粒薄水铝石。所述条状晶粒薄水铝石制备方法简单，成本低，制备过程中仅用自身合成的物质，不需要外加其它有机物，适合大规模生产。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图3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6页附图3页10申请公布号CN104150513ACN104150513A1/1页21一种条状晶粒薄水铝石，其晶粒的宽为36NM、长为20107NM。2一种条状晶粒薄水铝石的制备方法，包括将C5C7的醇铝在水/醇铝摩尔比为36、80100条件下水解，将水解后所得浆液置于密闭容器中，于100200，021。
3、0MPA条件下老化248小时，分离水解产生的醇，得到条状晶粒薄水铝石。3按照权利要求2所述的方法，其特征在于醇铝水解在搅拌下进行，搅拌转速为401000RPM。4按照权利要求2所述的方法，其特征在于在水解过程中加入酸调节浆液PH值为3560。5按照权利要求2所述的方法，其特征在于老化温度为100150。6按照权利要求2所述的方法，其特征在于老化过程向浆液中充入氮气至所需压力。7按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述的C5C7的醇铝为正己醇铝。8按照权利要求2所述的方法，其特征在于所述的醇铝由金属铝与C5C7的醇反应制得，反应时控制醇与金属铝的摩尔比为381。9按照权利要求8所述的方法，其特征。
4、在于所述的C5C7的醇为正己醇。权利要求书CN104150513A1/6页3一种条状晶粒薄水铝石及其制备方法技术领域0001本发明为一种水合氧化铝及其制备方法，具体地说，是一种薄水铝石及制备方法。背景技术0002氧化铝由于具有多种类型晶型，且各种晶型又具有不同的物性而被广泛应用于电子、化工、医药、机械、航空航天、冶金等领域。常见的氧化铝晶型包括，等，其中氧化铝由于具有熔点高（可达2050），耐热性强，耐腐蚀性和耐磨性优良，广泛用于工程和功能陶瓷，集成电路的基板，高强度材料，耐磨材料，耐火材料等领域；而氧化铝具有多孔高分散、高比表面、良好的吸附性和表面酸性，且价廉易得等优点，常被作为加氢、脱氢、。
5、脱硫和裂化等石油化工中的催化剂载体，是工业上使用最普遍的催化剂载体之一。0003氧化铝虽然具有多种晶型，多种不同用途，但是其前驱物都是氢氧化铝，前驱物的结晶形态，水含量，脱水条件等都会影响氧化铝的物性。氢氧化铝本身也包含多种不同的晶型，其中拟薄水铝石和薄水铝石作为最重要的氧化铝前驱物，其合成研究一直受到极大的重视。薄水铝石可以经过热处理得到氧化铝，薄水铝石向氧化铝的转化是一个结构中原子短程重排的拓扑过程，因而氧化铝的物化性质及颗粒形貌取决于其前驱物薄水铝石的结晶结构、颗粒大小及孔隙率。如何通过控制前驱物氢氧化铝（拟薄水铝石或薄水铝石）的晶体结构，得到符合要求具有特定物性的氧化铝，一直是许多研究。
6、的重点。0004薄水铝石或拟薄水铝石依据合成条件不同，可以得到针状、棒状、块状、条状等呈现不同晶粒形貌的产品，如何通过控制氢氧化铝的合成条件，得到特定晶型的产物，是合成工作的难点和重点。0005JOURNALOFAMERICANCERAMICSOCIETY（1991，74（6），13031307）报道了在烷氧基铝中加入HCL溶液酸化后，在150进行水解，制得晶型呈针状的薄水铝石，通过改变初始的HCL浓度和改变加入的酸溶液的量，制得晶粒长度为100500NM的薄水铝石。该方法优选采用两种醇铝的混合物作为原料，且两种醇铝的摩尔比为11，水解过程的加水量相对每摩尔ALOOH过量014MOL。0006。
7、USP3357791公开了一种制备胶体粒径的单水氧化铝的方法，该法用浓度小于06W的乙酸溶液对醇铝水解制备纤维状薄水铝石及拟薄水铝石，所得产品纯度高，易分散。0007JOURNALOFPHYSICALCHEMISTRY（2005，109（9），38683872）采用异丙醇铝作为原料，将异丙醇铝的无水乙醇溶液在含水4W的乙醇中水解，所得的混合物继续反应15小时得到粘稠液体，再于600焙烧4小时，得到棒状的氧化铝，所用水量少，但由于大量的醇在焙烧过程被消耗，这一过程显然不具备大规模生产的经济可行性。0008MATERIALSLETTERS（2007,61,37583761）以异丙醇铝为原料，在搅拌。
8、条件下在异丙醇铝的异丙醇溶液中，加入含水12W的异丙醇溶液，在剧烈搅拌下进行水解，生成凝胶，向凝胶中加入甲苯，再于不锈钢高压釜中处理20小时，得到的产物经离心分离，再用乙说明书CN104150513A2/6页4醇洗涤，于40真空干燥6小时，可得到片状晶粒薄水铝石。这一过程较为繁琐，且加入的甲苯需要分离，产物需要经乙醇洗涤，成本较高且难于实现大规模生产。发明内容0009本发明的目的是提供一种条状晶粒薄水铝石及其制备方法，该条状晶粒薄水铝石制备方法简单，成本低，制备过程中仅用自身合成的物质，不需要外加其它有机物，适合大规模生产。0010本发明提供的条状晶粒薄水铝石，其晶粒的宽为36NM、长为201。
9、07NM。0011本发明所述的条状晶粒薄水铝石由醇铝水解产物直接老化制得，老化在加压条件下进行，老化后分离醇即得条状晶粒薄水铝石浆液，由该浆液制得的氧化铝，孔体积相对较大，用氮气吸附（BET）法测定为0610ML/G，孔径分布集中，具有918NM的较大最可几孔直径。附图说明0012图14为本发明制备的条状晶粒薄水铝石的TEM图。0013图56为对比例制备的片状晶粒薄水铝石的TEM图。具体实施方式0014本发明提供的条状晶粒薄水铝石在醇铝水解自身产生的醇存在下进行醇相老化制得，无需外加老化介质，老化在加压下进行，控制老化温度和时间，即生成本发明所述的条状晶粒的薄水铝石，分离醇，将所得浆液干燥得到。
10、条状晶粒薄水铝石。用本发明条状晶粒薄水铝石制备的氧化铝具有集中的孔分布和较大的最可几孔直径，是优良的干燥剂、吸附剂、催化剂载体，尤其适合于作为石脑油重整催化剂的载体。0015本发明条状晶粒薄水铝石的制备方法，包括将C5C7的醇铝在水/醇铝摩尔比为36、80100条件下水解，将水解后所得浆液置于密闭容器中，于100200，0210MPA条件下老化248小时，分离水解产生的醇，得到条状晶粒薄水铝石。0016上述方法中，所述的醇铝即为烷氧基铝。醇铝水解过程可将醇铝向水中滴加，也可以将水向醇铝中滴加，还可以将醇铝和水同时向水解池中滴加，无论采用何种滴加形式，水解的温度优选为80100，水/醇铝摩尔比优。
11、选控制为46。0017上述水解过程，可以在中性环境下进行，也可以加入酸调节浆液PH值为3560，使水解在酸性环境下进行。加入的酸可为无机酸或有机酸。无机酸优选硝酸或盐酸，有机酸优选甲酸、乙酸或丙酸，为了保证水解反应均匀进行，醇铝水解优选在搅拌下进行，搅拌转速为401000RPM、优选100400RPM。0018水解后不分离醇，直接进行老化，所述老化过程在密闭容器中加压进行。老化温度优选100150，压力优选0208MPA。压力可为高温下水汽蒸发产生的自生压力，优选向浆液中充入氮气至所需压力。老化时间优选224小时。老化可不在搅拌下进行，优选在搅拌下进行，搅拌转速为401000RPM、优选100。
12、400RPM。0019老化后分离水解产生的醇，醇的分离可以采用倾析法，溶剂萃取法，优选采用倾析法。分离中为了提高醇的回收率，可以采用多次加入水，多次倾析的方法。分离醇后的浆液说明书CN104150513A3/6页5再于50180、优选80150干燥124小时、优选312小时，即得到条状晶粒薄水铝石。0020本发明所述的醇铝优选由金属铝与C5C7的醇反应制得，反应时控制醇与金属铝的摩尔比为381、优选361。醇铝合成过程中，醇的加入方式为逐步加入，先加入少量醇引发反应，然后再逐步加入剩余的醇，在生成的醇铝的自催化作用下进行反应。反应温度为40200、优选50150。0021上述醇铝合成过程中，使。
13、用的金属铝选自铝屑、铝粉、铝豆或铝锭，优选铝屑和/或铝粉。金属铝的纯度大于990、优选大于995，这样可以保证产品杂质含量低，减少过滤杂质的步骤。0022本发明所述的C5C7的醇优选正己醇，所述的C5C7的醇铝优选正己醇铝。0023本发明制备的条状晶粒薄水铝石经成型、焙烧后即得氧化铝。所述成型方法可为挤条成型或滴球成型，焙烧温度为300750，优选500700。焙烧时间为0524H，优选28H。焙烧后载体负载活性组分即得催化剂。0024下面通过实例进一步详细说明本发明，但本发明并不限于此。0025实例中，使用TECNAIG2F20型透射电镜，在加速电压为200KV条件下对样品进行TEM分析。分。
14、析前将样品研细，于无水乙醇中超声分散后，滴加到担载碳膜的铜网上对晶型及晶粒长度和宽度进行测定。0026实例中所得氧化铝的孔体积、比表面积、最可几孔径的测定都采用氮吸附法，方法标准为ISO92772010。0027实例10028（1）制备正己醇铝0029在带搅拌及冷凝器的3升反应釜中，加入1628克（100ML）纯度为995的正己醇，54克纯度为999的铝粉，调整搅拌转速为300RPM，升温至120，反应引发后维持温度在150，持续滴加正己醇637克（783ML），滴加完毕继续反应1小时，降温至60，得到正己醇铝的溶液。0030（2）制备薄水铝石0031将（1）步制备的以AL2O3计的固含量为1。
15、275质量的正己醇铝溶液在85，水/醇铝摩尔比为4、搅拌转速为150RPM的条件下进行水解，水解产物置于密闭容器中，充入氮气至压力为062MPA，在100、搅拌转速为150RPM的条件下老化4小时。老化后用倾析法分离正己醇，所得浆液于120干燥8小时，得到薄水铝石A，其TEM图见图1。由图1可知，薄水铝石A的晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0032实例20033按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝水解产物的老化温度为120，老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石B，其晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0034实例30035按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝。
16、水解产物的老化温度为160，老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石C，其TEM图见图2，晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。说明书CN104150513A4/6页60036实例40037按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝水解产物的老化温度为120，老化时间为2小时。老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石D，其晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0038实例50039按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝水解产物的老化温度为120，老化时间为12小时。老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石E，其TEM图见图3，晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0040实例。
17、60041按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步在正己醇铝的水解过程中加入浓度为10质量的盐酸调节浆液PH值为35。将水解产物置于密闭容器中，充入氮气至压力为062MPA，在120、150RPM的搅拌下老化4小时。老化后用倾析法分离正己醇，所得浆液于120干燥8小时，得到薄水铝石F，其晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0042实例70043按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步在正己醇铝的水解过程中加入浓度为10质量的盐酸调节浆液PH值为60。将水解产物置于密闭容器中，充入氮气至压力为062MPA，在120、150RPM的搅拌下老化4小时。老化后用倾析法分离正己醇，所得浆液于120干。
18、燥8小时，得到薄水铝石G，其晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0044实例80045按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝水解产物的老化温度为120，老化压力为02MPA。老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石H，其晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0046实例90047按实例1的方法制备薄水铝石，不同的是（2）步正己醇铝水解产物的老化温度为120，老化压力为09MPA。老化后分离正己醇，所得浆液干燥后得到薄水铝石I，其TEM图见图4，晶粒呈条状，晶粒的长和宽见表1。0048对比例10049按实例1（1）步方法制备正己醇铝溶液，然后将该溶液在85、水/醇铝摩尔比为4、搅拌转速为。
19、150RPM的条件下水解。水解后分离水解产生的醇，将分离醇后的浆液置于密闭容器中，充入氮气至压力为062MPA，加入150RPM的搅拌，在120老化4小时，将所得浆液于120干燥8小时，得薄水铝石J，其TEM图见图5，晶粒呈片状，晶粒大小为52NM。0050对比例20051按实例1（1）步方法制备正己醇铝溶液，然后将该溶液在85、水/醇铝摩尔比为4、搅拌转速为150RPM的条件下水解。将水解后的浆液置于开口容器中，加入150RPM的搅拌，在60老化4小时，将所得浆液于120干燥8小时，得薄水铝石K，其TEM图见图6，晶粒呈片状，晶粒大小为38NM。0052实例10200053取200克本发明方。
20、法或对比例制备的薄水铝石粉，加入400克浓度为17质量的硝酸，51G尿素，搅拌1小时，制得铝溶胶，其中以AL2O3计的固体物质含量为15质量。说明书CN104150513A5/6页70054将上述铝溶胶滴入由25毫米的上层油相和200厘米下层浓度为8质量的氨水溶液组成的油氨柱中，形成球状凝胶粒子，上层油相为正辛烷。滴球过程控制油氨柱温度为23。湿球在氨水中老化3小时，然后过滤，用去离子水冲洗3次，60干燥6小时，120干燥10小时，于700用水含量为15体积的空气在气体体积空速为1000H1的条件下处理8小时，得球形氧化铝。各实例所用薄水铝石及制得的氧化铝的性质见表2。0055从表2可以看出，由本发明提供的条状晶粒薄水铝石制备的氧化铝与由片状晶粒薄水铝石制备的氧化铝相比，具有较大的孔体积和最可几孔径，且比表面积能在较大的范围内调整。0056表100570058表2说明书CN104150513A6/6页80059说明书CN104150513A1/3页9图1图2图3说明书附图CN104150513A2/3页10图4图5说明书附图CN104150513A103/3页11图6说明书附图CN104150513A11。