專利名稱：一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氧化鋁制備領(lǐng)域，特別涉及一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的進步，社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，作為重要的交通工具，汽車行業(yè)得到了飛 速發(fā)展。目前，全世界的汽車保有量已超過6億輛，并以每年5000萬輛的速度增長，到2010 年全球汽車數(shù)量將增到10億輛。我國的汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也比較迅速，當前社會保有量為1400 萬輛以上，據(jù)專家預(yù)測，在今后10 15年內(nèi)，中國汽車保有量將以年均9%的速度增長。汽 車主要以燃油為主要動力，釋放出的氣體含有多種有害氣體，其主要成分包括一氧化碳、碳 氫化合物和氮氧化合物。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車尾氣已成為大氣污染的重要因素。 我國汽車排放污染程度同美國、日本相比，約高幾倍甚至幾十倍，而且在加重，加之在用車
輛維修保養(yǎng)不善，排放污染尤其嚴重。目前，治理汽車尾氣最有效的方式就是在尾氣排放管 安裝三效催化劑，使不飽和的碳氫化合物、氮氧化合物轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡偷幕衔?。三效催化劑?要由載體、涂層(主要物質(zhì)為氧化鋁)和活性組分組成，由于汽車尾氣溫度經(jīng)常達到很高的 溫度，容易使Y_A1203出現(xiàn)表面燒結(jié)和向a-Al203晶型轉(zhuǎn)變，從而會引起八1203表面積劇減并 導(dǎo)致催化劑失去活性。近年來，國內(nèi)外的科研工作者對提高氧化鋁的熱穩(wěn)定性進行了大量研 究，但收效甚微，因此，提高催化劑涂層的高溫抗燒結(jié)和抗a相變是提高催化劑的質(zhì)量并延 長其使用壽命亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有氧化鋁存在的問題，本發(fā)明提供一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法。 本發(fā)明耐高溫活性氧化鋁的制備采用液相反滴沉淀法，包括下述步驟
(1) 將鋁酸鈉溶液緩慢加入濃度為l 5mol/L的硝酸中，直到混合溶液pH值達到5 7; 控制反應(yīng)溫度為30 100°C;攪拌速度為100 1000rpm;
(2) 保持pH值、反應(yīng)溫度和攪拌速度不變，加入擴孔劑，老化2 24h;
(3) 老化后進行固液分離，固體洗滌；
(4) 洗滌后的固體與由低濃度的硝酸和穩(wěn)定劑組成的混合液按固液體積比1: 2混合均 勻，在60 10(TC下烘干；
(5) 烘干后的固體于500 70(TC焙燒l 6h，得到耐高溫活性氧化鋁。
其中原料鋁酸鈉溶液為氧化鋁工業(yè)常用溶液，其濃度為Na20: 100 150g/L， ak: 1.35
1.50;擴孔劑為EDTA，葡萄糖、聚乙二醇、鐵鈦試劑、聚甲基丙烯酸氨中的一種，擴孔劑添加量為0.2 20g/L;穩(wěn)定劑為鑭、鉺、鈰的氧化物中的一種，穩(wěn)定劑添加量為得到的固體重 量的l 10wt%;固液分離方法采用加壓過濾、減壓過濾或自然沉降中的一種；滌次數(shù)為一次、 兩次或多次；烘干方法采用真空干燥，烘干時間為4 24h。
本發(fā)明以鋁酸鈉溶液和硝酸溶液為原料，以有機物為擴孔劑，以稀土氧化物為穩(wěn)定劑， 采用液相反滴沉淀法制備比表面積大，耐高溫性能好的氧化鋁。該氧化鋁中稀土氧化物含量 0.1~10wt%，氧化鋁固體在70(TC空氣氣氛中處理5h，其比表面積大于350 m2/g，平均孔容 0.3122mL/g，平均孔徑5.23nm，孔徑分布范圍在3 12nrn。在IIO(TC空氣氣氛中處理5h，其 比表面積大于150m2/g。具有生產(chǎn)成本低，工藝簡單，比表面積大，孔徑分布均勻、高溫熱穩(wěn) 定性好的特點。
具體實施例方式
實施例1
取500mLlmol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其余 三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到10(TC時開動攪拌500rpm，將鋁 酸鈉溶液(Na20 100g/L， ak 1.40)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到5.5。保持其pH、 溫度、攪拌速度不變的條件下加入20g/L擴孔劑葡萄糖，老化24h后進行固液分離，將獲得 的固體用去離子水洗滌三次后與由24mL(0.5mol/L)的硝酸和0.1wtn/。穩(wěn)定劑氧化鑭組成的混合 液混合均勻后放入真空干燥箱于8(TC條件下4h，隨后放入馬弗爐于65(TC下焙燒4h得到耐 高溫活性氧化鋁。
實施例2
取500mLlmol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其余 三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到9(TC時開動攪拌800rpm，將鋁 酸鈉溶液(Na2O120g/L， ak1.35)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到6。保持其PH、溫 度、攪拌速度不變的條件下加入4g/L擴孔劑EDTA，老化12h后進行固液分離，將獲得的固 體用去離子水洗滌三次后與由28mL(0.5mol/L)的硝酸和2wt。/。穩(wěn)定劑氧化鑭組成的混合液混 合均勻后放入真空干燥箱于6(TC條件下24h，隨后放入馬弗爐于50(TC下焙燒6h得到耐高溫 活性氧化鋁。
實施例3
取500mL5mol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其余 三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到3(TC時開動攪拌1000rpm，將鋁 酸鈉溶液(Na2O130g/L， ak1.50)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到5。保持其PH、溫度、攪拌速度不變的條件下加入10g/L擴孔劑聚乙二醇，老化2h后進行固液分離，將獲得的 固體用去離子水洗滌三次后與由23mL(0.5mol/L)的硝酸和4wtM穩(wěn)定劑氧化鉺組成的混合液 混合均勻后放入真空干燥箱于90'C條件下2h，隨后放入馬弗爐于60(TC下焙燒4h得到耐高 溫活性氧化鋁。 實施例4
取500mL3mol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其余 三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到5(TC時開動攪拌400rpm，將鋁 酸鈉溶液(Na2O130g/L， ak1.50)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到6。保持其PH、溫 度、攪拌速度不變的條件下加入0.2§幾擴孔劑鐵鈦試劑，老化15h后進行固液分離，將獲得 的固體用去離子水洗滌三次后與由25mL(0.5mol/L)的硝酸和6wt。/。穩(wěn)定劑氧化鈰組成的混合 液混合均勻后放入真空千燥箱于IOO'C條件下lh，隨后放入馬弗爐于600'C下焙燒4h得到耐 高溫活性氧化鋁。
實施例5
取500mLlmol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其余 三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到5(TC時開動攪拌800rpm,將鋁 酸鈉溶液(Na2O130g/L， ak1.50)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到6。保持其PH、溫 度、攪拌速度不變的條件下加入4g/L擴孔劑聚甲基丙烯酸氨，老化12h后進行固液分離，將 獲得的固體用去離子水洗滌三次后與由25mL(0.5mol/L)的硝酸和10wty。穩(wěn)定劑氧化鈰組成的 混合液混合均勻后放入真空干燥箱'于90'C條件下3h，隨后放入馬弗爐于55(TC下焙燒4h得 到耐高溫活性氧化鋁。
實施例6
取1000mL lmol/L的硝酸溶液于放置在水浴中的四口圓底燒瓶中(中間口放置攪拌，其 余三個口分別放置酸度計、冷凝管和膠皮塞)，當硝酸溶液達到8(TC時開動攪拌600rpm，將 鋁酸鈉溶液(Na2O150g/L， ak1.40)緩緩加入，直到混合溶液的pH值達到7。保持其PH、 溫度、攪拌速度不變的條件下加入5g/L擴孔劑EDTA，老化24h后進行固液分離，將獲得的 固體用去離子水洗滌三次后與由56mL(0.5mol/L)的硝酸和10wtM穩(wěn)定劑氧化鈰組成的混合液 混合均勻后放入真空干燥箱于80'C條件下4h，隨后放入馬弗爐于70(TC下焙燒lh得到耐高 溫活性氧化鋁。
權(quán)利要求
1.一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于采用液相反滴沉淀法，包括下述步驟(1)將鋁酸鈉溶液緩慢加入濃度為1～5mol/L的硝酸中，直到混合溶液pH值達到5～7；控制反應(yīng)溫度為30～100℃；攪拌速度為100～1000rpm；(2)保持pH值、反應(yīng)溫度和攪拌速度不變，加入擴孔劑，老化2～24h；(3)老化后進行固液分離，固體洗滌；(4)洗滌后的固體與由低濃度的硝酸和穩(wěn)定劑組成的混合液按固液體積比1∶2混合均勻，在60～100℃下烘干；(5)烘干后的固體于500～700℃焙燒1～6h，得到耐高溫活性氧化鋁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述原料鋁酸鈉溶 液為氧化鋁工業(yè)常用溶液，其濃度為*20: 100 140g/L， cik: 1.35 1.50。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述擴孔劑為EDTA， 葡萄糖、聚乙二醇、鐵鈦試劑、聚甲基丙烯酸氨中的一種，擴孔劑添加量為0. 2 20g/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述穩(wěn)定劑為鑭、 鉺、鈰的氧化物中的一種，穩(wěn)定劑添加量為l 10wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述固液分離方法 采用加壓過濾、減壓過濾或自然沉降中的一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述洗滌次數(shù)為一 次、兩次或多次。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，其特征在于所述烘干方法采用 真空干燥，烘干時間為4 24h。
全文摘要
一種耐高溫活性氧化鋁的制備方法，采用液相反滴沉淀法，以鋁酸鈉溶液和硝酸溶液為原料，以有機物為擴孔劑，以稀土氧化物為穩(wěn)定劑，采用液相反滴沉淀法制備比表面積大，耐高溫性能好的氧化鋁。該氧化鋁中稀土氧化物含量0.1～10wt％，氧化鋁固體在700℃空氣氣氛中處理5h，其比表面積大于350m²/g，平均孔容0.3122mL/g，平均孔徑5.23nm，孔徑分布范圍在3～12nm。在1100℃空氣氣氛中處理5h，其比表面積大于150m²/g。具有生產(chǎn)成本低，工藝簡單，比表面積大，孔徑分布均勻、高溫熱穩(wěn)定性好的特點。
文檔編號C01F7/14GK101302023SQ20081001186
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月16日
發(fā)明者吳玉勝, 李明春, 義 邵, 韓亞苓 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)