一种大孔容氧化铝微球的制备方法技术

本发明专利技术提供一种大孔容氧化铝微球的制备方法,包括将无定形氧化铝加酸胶溶制得铝胶，在铝胶中加入可高温分解的碱性物质、表面活性剂、液体石蜡，充分均质乳化，形成乳化悬浊液，然后泵入喷雾干燥机中进行喷雾造粒，制得氧化铝微球前驱体，然后将所得氧化铝微球前驱体进行高温焙烧，制得大孔容的氧化铝微球。本发明专利技术的制备方法得到的微球具有孔容大、球形度高、流动性好和粒径分布范围窄，而且制备方法简单，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机材料制备领域，涉及一种大孔容氧化铝微球的制备方法。
技术介绍
γ-氧化铝微球是一种应用广泛的化工品，具有适宜的孔结构及合适的比表面积，被广泛用作吸附剂和催化剂载体，特别是用于催化剂行业的流化床反应器中。γ-氧化铝微球最初的生产方法是通过大球破碎制得，这类产品的粒度不均一，球形度差，进而造成磨耗高，且成品回收率低，直接影响了使用效果，现已基本不使用。随后开发了糖衣机滚动造粒的方法生产γ-氧化铝微球，但该法所得产品通常为1mm或更大尺度，很难控制得到100μm左右的适宜流化床用的微球，该法也不太可行。其他方法包括油(氨)柱成型、水柱成型，均不宜制备微米级产品。当球形氧化铝应用于流化床中时，要求颗粒粒径为几十微米至几百微米，且样品耐磨性能要求较高，粒径分布要窄。现阶段，制备γ-氧化铝微球通常采用喷雾干燥的方法。日本专利63-17220报道了采用酸胶溶拟薄水铝石，然后碱中和酸，最后喷雾成型、焙烧制备γ-氧化铝微球的方法。美国专利4301033报道了两种铝氯比不同的铝溶胶混合来制备高堆比、低磨耗γ-氧化铝微球的方法。中国专利100378001C报道了拟薄水铝石和硝酸成胶，通过喷雾成型、焙烧制备γ-氧化铝微球的方法。此外，中国专利105384182A报道了氧化铝前驱体分散在级冷胶制得凝胶小球，进而洗涤、干燥、焙烧制得γ-氧化铝微球的方法。现有方法大多采用酸溶、中和、喷雾的方法，所制备的γ-氧化铝微球孔容均较低，一般均低于0.5ml/g，影响了微球的催化效果。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种简便易用的利用无定形氧化铝制备大孔容γ-氧化铝微球的方法，生产成本低，可生产不同粒度大小，且粒度分布集中，耐磨性高的γ-氧化铝微球。本专利技术是一种大孔容氧化铝微球的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：a)将无定形氧化铝分散于水中后与硝酸反应成铝胶；所用硝酸的浓度为30～98％，控制酸铝摩尔比为0.01～0.5，所述无定形氧化铝粉体与水的质量比为0.05～1；b)在铝胶中加入可高温分解的碱性物质、表面活性剂、液体石蜡，充分均质乳化，形成乳化悬浊液；所述的可高温分解的碱性物质选自乌洛托品或尿素中的一种或几种；所述的表面活性剂选自PEG、Tween80、Span80、P123、PVA或AEO中的一种或几种；所用可高温分解的碱性物质与硝酸摩尔比为0.1～5；表面活性剂加入量为铝胶质量的0.1～10％；液体石蜡质量为铝胶质量的0.1～20％；c)将所得乳化悬浊液泵入喷雾干燥机进行喷雾造粒，制得氧化铝微球前驱体；d)将所得前驱体进行高温焙烧，制得氧化铝微球。根据本专利技术所述的方法，其特征在于：a)控制无定形氧化铝与硝酸的反应温度为50～90℃，反应时间为1～8h，所用硝酸的浓度为60～70wt％，控制酸铝摩尔比为0.05～0.2，所述无定形氧化铝粉体与水的质量比为0.05～0.5；b)所用可高温分解的碱性物质与硝酸摩尔比为0.1～1；表面活性剂加入量为铝胶质量的0.1～2％；液体石蜡质量为铝胶质量的1～10％；c)所用喷雾干燥机为离心式喷雾干燥机；d)前驱体焙烧温度为400～700℃，焙烧时间为3～12h。本专利技术所用中乳化悬浊液的制备采用常规的乳化机进行，喷雾造粒采用常规的离心式喷雾干燥机，通过调节进料速度、雾化器频率、干燥温度、风机风量可调整产物的粒径，工艺条件同常规操作，不再赘述。本专利技术与
技术介绍
项目相比，具有的有益效果是：(1)制备过程简单，成本低廉，适合工业化生产；(2)引入可高温分解的碱性物质在喷雾干燥过程与铝胶快速反应，使得铝胶丰富的孔结构得以保持；(3)铝胶中加入的液体石蜡、表面活性剂一方面起到稳定铝胶的作用，另一方面在喷雾干燥过程起到扩孔的作用；(4)通过两种扩孔方法的有机结合，制得大孔容的γ-氧化铝微球。具体实施方式实施例1将500g无定形氧化铝加入2000g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将60g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至50℃反应8h；随后加入32g乌洛托品，6gPEG，100g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在550℃焙烧6h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。实施例2将500g无定形氧化铝加入2000g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将100g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至60℃反应3h；随后加入60g乌洛托品，3gPEG，60g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在600℃焙烧6h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。实施例3将500g无定形氧化铝加入9500g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将180g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至60℃反应3h；随后加入27g乌洛托品，10gTween80，150g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在500℃焙烧8h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。实施例4将500g无定形氧化铝加入1200g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将50g浓度为68％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至50℃反应6h；随后加入25g乌洛托品，35gSpan80，160g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在700℃焙烧4h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。实施例5将500g无定形氧化铝加入2000g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将60g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至60℃反应5h；随后加入20g乌洛托品，10gPEG，100g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在550℃焙烧6h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。实施例6将500g无定形氧化铝加入2000g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将100g浓度为60％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至60℃反应8h；随后加入55g尿素，10gPVA，30g液体石蜡，在乳化机中充分乳化得到乳化悬浊液；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在700℃焙烧4h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。对比例1将500g拟博水铝石加入1600g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将50g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆液中，加热至60℃反应8h；采用离心式喷雾干燥机进行喷雾造粒，得到氧化铝微球前驱体；最后将所得前驱体在550℃焙烧6h得γ-氧化铝微球；其比表面、孔容、孔径、粒径、磨耗指标见表1。对比例2将500g无定形氧化铝加入2000g去离子水中打浆分散得氧化铝浆液，将60g浓度为63％的硝酸缓慢加至快速搅拌的氧化铝浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大孔容氧化铝微球的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：a)将无定形氧化铝分散于水中后与硝酸反应成铝胶；所用硝酸的浓度为30～98wt％，控制酸铝摩尔比为0.01～0.5，所述无定形氧化铝粉体与水的质量比为0.05～1；b)在铝胶中加入可高温分解的碱性物质、表面活性剂、液体石蜡，充分均质乳化，形成乳化悬浊液；所述的可高温分解的碱性物质选自乌洛托品或尿素中的一种或几种；所述的表面活性剂选自PEG、Tween80、Span80、P123、PVA或AEO中的一种或几种；所用可高温分解的碱性物质与硝酸摩尔比为0.1～5；表面活性剂加入量为铝胶质量的0.1～10％；液体石蜡质量为铝胶质量的0.1～20％；c)将所得乳化悬浊液泵入喷雾干燥机进行喷雾造粒，制得氧化铝微球前驱体；d)将所得前驱体进行高温焙烧，制得氧化铝微球。

【技术特征摘要】
1.一种大孔容氧化铝微球的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：a)将无定形氧化铝分散于水中后与硝酸反应成铝胶；所用硝酸的浓度为30～98wt％，控制酸铝摩尔比为0.01～0.5，所述无定形氧化铝粉体与水的质量比为0.05～1；b)在铝胶中加入可高温分解的碱性物质、表面活性剂、液体石蜡，充分均质乳化，形成乳化悬浊液；所述的可高温分解的碱性物质选自乌洛托品或尿素中的一种或几种；所述的表面活性剂选自PEG、Tween80、Span80、P123、PVA或AEO中的一种或几种；所用可高温分解的碱性物质与硝酸摩尔比为0.1～5；表面活性剂加入量为铝胶质量的0.1～10％；液体石蜡质量为铝胶质量的0...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙彦民，李晓云，于海斌，刘艳，孟广莹，杨文建，姜雪丹，刘洋，苏少龙，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油天津化工研究设计院有限公司，中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11