一種耐高溫活性氧化鋁材料及其製備方法

2023-06-11 01:21:06 1

專利名稱：一種耐高溫活性氧化鋁材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化鋁材料，更具體地說涉及一種耐高溫活性氧化鋁材料。同時，本發明還涉及一種所述耐高溫氧化鋁材料的製備方法。
背景技術：
近年來，在汽車尾氣催化淨化、催化燃燒等高溫嚴酷環境中，催化劑載體由於燒結等原因，引起比表面積迅速減少，從而導致催化劑活性下降。因此迫切需要研製和開發在高溫下既有較大比表面積而又有良好熱穩定性的新型催化材料。活性氧化鋁是一種常用的催化劑載體，它在高溫下由於燒結和向a-A1203的轉變而導致比表面劇烈下降，從而在高溫下催化劑活性大幅度降低。故近年來國外對高溫下保持高比表面的材料進行了大量的研究。主要利用添加物對高比表面氧化鋁進行表面改性，以及在高溫下保持高比表面的能力。 法國的F. oudet 等(J. Catalyst，114，112-120 (1998))用 La (N03) 3 浸潰擬薄水鋁石後經1150°C煅燒12小時，比表面為63m2/g。荷蘭的工.M.Tijburg 等(J. Mater. Sci.，26，6479-6486 (1991))用 3. 5wt % La (N03) 3浸潰擬薄水鋁石或Y-A1203後，在1050°C煅燒145小時，比比表面能保持80m2/g ;改用[La(EDTA)] (Ia含量為0. 5% )浸潰後在1050°C煅燒145小時後，比表面還有90m2/g。日本專利(JP03088713)介紹了氧化鋁表面浸潰鹼土金屬鹽在1000°C煅燒後，比表面保持100m2/g。歐洲專利(EP222471)介紹了氧化鋁表面浸潰Ba鹽在1450°C煅燒50小時後，比表面還有10m2/g。法國專利(FP2596397)介紹了氧化鋁表面浸潰稀土金屬鹽後在1150°C煅燒12小時後，比表面保持在50 60m2/g。國內專利(CN1202010C)介紹了氧化鋁在La的存在下用溶膠-凝膠法製備後在1000-1100°c的溫度下長時間煅燒保持比表面在100m2/g。由此可見，現有技術中的氧化鋁材料在高溫下的比表面均不是很高。

發明內容
本發明的目的在於提供一種耐高溫活性氧化鋁材料，該氧化鋁材料具有便於批量生產和高比表面等優點。在高溫下，即在1000-1100°c的溫度下可長時間的保持比表面在110m2/g 以上。本發明的另一目的在於提供一種耐高溫活性氧化鋁材料的製備方法，用該方法生產的氧化鋁材料在高溫下仍可長時間保持比表面在IlOmVg以上，並且該方法的工藝過程簡單，成本低廉。本發明提供了一種耐高溫活性氧化鋁材料，該氧化鋁可由下述方法製備獲得將大孔擬薄水鋁石、高粘擬薄水鋁石與添加物用水混合後，在轉速為100 lOOOr/min下攪拌均勻，再加入濃度為30%的稀硝酸反應，至PH為2. 0 5. 5的膠溶狀態時，在80°C 100°C溫度攪拌下陳化3 6h，在室溫下加入造孔劑攪拌均勻、製漿、噴霧、乾燥，在900°C下焙燒製得氧化鋁。進一步地，所述的添加物至少選自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸鹽中的一種,其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的I 10%。所述的造空劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯醯胺或甲基纖維素中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的0 40%。本發明提供了一種耐高溫活性氧化鋁材料的製備方法，該方法包括如下順序的步驟(I)將大孔擬薄水鋁石、高粘擬薄水鋁石與添加物用水混合後，在100 1000r/min下，邊攪拌邊加入濃度為30%的稀硝酸反應，至PH為2. 0 5. 5膠溶狀態時，在80°C 100°C溫度攪拌下陳化3 6h，在室溫下加入造孔劑攪拌均勻、製漿、噴霧，在80 120°C下乾燥，製成粉末；
(2)將粉末放置於馬弗爐中通入空氣在450°C分解，在600°C氧化鋁晶相成形，在900°C穩定氧化鋁結構；(3)將步驟(2)中所得產品用坩堝盛放置於高溫箱式爐中，通入乾燥空氣，在1000°C下煅燒5小時，即得耐高溫活性氧化鋁材料。進一步地，所述的添加物至少選自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸鹽中的一種,其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的I 10%。所述的造空劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯醯胺或甲基纖維素中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的0 40%。為使本領域技術人員進一步清楚本發明，通過下面給出的本發明的具體實施例，並結合附圖詳細描述本發明製備的耐高溫活性氧化鋁材料及其製備方法。


圖I是實施例I中的煅燒後的產品XRD分析為5相。圖2是實施例2中的煅燒後的產品XRD分析為5相。圖3是實施例3中的煅燒後的產品XRD分析為5相。圖4是實施例4中的煅燒後的產品XRD分析為S相。圖5是實施例5中的煅燒後的產品XRD分析為5相。圖6是實施例6中的煅燒後的產品XRD分析為5相。
具體實施例方式實施例I(I)將69. 64g大孔擬薄水鋁石、69. 64g高粘擬薄水鋁石和6. 76g硝酸鑭在水中混合均勻，在500r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 4. 0呈膠溶狀態，在90°C下，不斷攪拌陳化5h，在室溫下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇40g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在90°C下乾燥。(2)將粉末放置於馬弗爐中通入空氣在450°C下分解；在600°C下氧化鋁晶相成形；在900°C穩定氧化鋁結構。(3)將產品用坩堝盛放放置於高溫箱式爐中並通入乾燥空氣；在1000°C下煅燒5小時後得產品。
(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖1，經表面分析儀測得比表面為117. 61m2/g。實施例2(I)將67. 85g大孔擬薄水鋁石、67. 85g高粘擬薄水鋁石和12. 82g硝酸鈰在水中混合均勻，在100r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 5呈膠溶狀態，在95°C下，不斷攪拌陳化4. 5h，在室溫下加入聚乙烯醇溶液(含聚乙烯醇20g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在90° C下乾燥。(2)同實施例I之(2)(3)同實施例I之(3)(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖2，經表面分析儀測得比表面為111. 23m2/g。實施例3(I)將68. 57g大孔擬薄水鋁石、68. 57g高粘擬薄水鋁石和13. 93g硝酸鋯在水中混合均勻，在650r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 9呈膠溶狀態，在95°C下，不斷攪拌陳化5h，在室溫下加入甲基纖維素溶液(含甲基纖維素35g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在100°C下乾燥。(2)同實施例I之(2)(3)同實施例I之(3)(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖3，經表面分析儀測得比表面為112. 55m2/g。實施例4(I)將69. 64g大孔擬薄水鋁石、69. 64g高粘擬薄水鋁石和12. 78g硝酸鈣在水中混合均勻，在900r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 5. O呈膠溶狀態，在90°C下，不斷攪拌陳化4. 5h，在室溫下加入聚丙烯醯胺溶液(含聚丙烯醯胺35g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在95°C下乾燥。(2)同實施例I之(2)(3)同實施例I之(3)(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖4，經表面分析儀測得比表面為116. 53m2/g。實施例5(I)將67. 14g大孔擬薄水鋁石、67. 14g高粘擬薄水鋁石和10. 28g硝酸鋇在水中混合均勻，在700r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 4. 2呈膠溶狀態，在95°C下，不斷攪拌陳化3. 5h，在室溫下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇35g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在95°C下乾燥。(2)同實施例I之(2)(3)同實施例I之(3)(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖5，經表面分析儀測得比表面為119. 14m2/g。實施例6(I)將66. 43g大孔擬薄水鋁石、66. 43g高粘擬薄水鋁石和14. 36g硝酸鍶在水中混合均勻，在1000r/min攪拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 5呈膠溶狀態，在85°C下，不斷攪拌陳化5h，在室溫下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇40g)攪拌均勻製漿，然後噴霧、在95°C下乾燥。(2)同實施例I之(2)
(3)同實施例I之(3)(4)煅燒後的產品XRD分析為5相見圖6，經表面分析儀測得比表面為116. 47m2/g。 ·
權利要求
1.一種耐高溫活性氧化鋁材料，該氧化鋁材料可由下述方法製備獲得將大孔擬薄水鋁石、高粘擬薄水鋁石與添加物用水混合後，在轉速為100 lOOOr/min下攪拌均勻，再加入濃度為30%的稀硝酸反應，至PH為2. 0 5. 5的膠溶狀態時，在80°C 100°C溫度攪拌下陳化3 6h，在室溫下加入造孔劑攪拌均勻、製漿、噴霧、乾燥，在900°C下焙燒製得氧化招。
2.根據權利要求I所述的耐高溫活性氧化鋁的製備方法，其中所述的添加物至少選自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸鹽中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的I 10%。
3.根據權利要求I所述的耐高溫活性氧化鋁的製備方法，其中所述的造空劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯醯胺或甲基纖維素中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的0 40%。
4.一種耐高溫活性氧化鋁材料的製備方法，該方法包括如下順序的步驟 (1)將大孔擬薄水鋁石、高粘擬薄水鋁石與添加物用水混合後，在100 lOOOr/min下，邊攪拌邊加入濃度為30%的稀硝酸反應，至PH為2. 0 5. 5膠溶狀態時，在80°C 100°C溫度攪拌下陳化3 6h，在室溫下加入造孔劑攪拌均勻、製漿、噴霧，在80 120°C下乾燥，製成粉末； (2)將粉末放置於馬弗爐中通入空氣在450°C分解，在600°C氧化鋁晶相成形，在900°C穩定氧化鋁結構； (3)將步驟(2)中所得產品用坩堝盛放置於高溫箱式爐中，通入乾燥空氣，在1000°C下煅燒5小時，即得耐高溫活性氧化鋁材料。
5.根據權利要求4所述的耐高溫活性氧化鋁的製備方法，其中所述的添加物至少選自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸鹽中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的I 10%。
6.根據權利要求4所述的耐高溫活性氧化鋁的製備方法，其中所述的造空劑選自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯醯胺或甲基纖維素中的一種，其用量為氧化鋁材料中氧化物總重量的0 40%。
全文摘要
本發明提供一種耐高溫活性氧化鋁材料及其製備方法，所述的氧化鋁材料由以下步驟製得將大孔擬薄水鋁石、高粘擬薄水鋁石與添加物用水混合後，在轉速為100～1000r/min下攪拌均勻，再加入濃度為30％的稀硝酸反應，至pH為2.0～5.5的膠溶狀態時，在80℃～100℃溫度攪拌下陳化3～6h，在室溫下加入造孔劑攪拌均勻、製漿、噴霧、乾燥，在900℃下焙燒製得氧化鋁。該氧化鋁材料具有便於批量生產和高比表面等優點。在1000-1100℃的溫度下可長時間的保持比表面在110m2/g以上；該氧化鋁材料製備方法的工藝過程簡單，成本低廉。
文檔編號C01F7/30GK102745729SQ201110410339
公開日2012年10月24日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年10月26日
發明者林* 申請人:台州歐信環保淨化器有限公司