一種球形氧化鋁顆粒的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種球形氧化鋁顆粒的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋁因其具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能，使之在許多催化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng) 用。球形氧化鋁是最為常用的載體之一。擬薄水鋁石是制備氧化鋁的重要前驅(qū)體，它具有 良好的膠溶性能，遇酸能夠變成半透明的假溶膠，在堿性環(huán)境下又能變成凝膠。
[0003] 目前利用擬薄水鋁石溶膠-凝膠特性，已經(jīng)開發(fā)了油氨柱成形法和油柱成型法等 方法。
[0004] 油氨柱成形法存在油水界面，溶膠液滴經(jīng)過油水界面時(shí)表層易被剝落，同時(shí)在界 面處還易形成乳化層造成粒子上浮等缺點(diǎn)，而且氨易揮發(fā)造成環(huán)境污染。目前廣泛使用的 油柱成形法，其制備過程為：首先制備鋁溶膠，將鋁溶膠滴入油柱中，由于表面張力的作用， 溶膠的膠滴收縮聚集成球，嫩球在油中老化一段時(shí)間后，再在堿性介質(zhì)中陳化，使水合氧化 鋁轉(zhuǎn)變晶相，并加固球的強(qiáng)度，最后經(jīng)干燥、煅燒得到產(chǎn)品。油柱成形法雖然避過了油水界 面的問題，但操作時(shí)油相溫度高達(dá)95°C，能耗高；采用六次甲基四氨作為凝膠劑與致孔劑 時(shí)，在高溫時(shí)會產(chǎn)生有毒揮發(fā)性物質(zhì)；制備過程中需很長老化時(shí)間，這給連續(xù)生產(chǎn)過程造成 了一定的困難。
[0005] 在"一種海藻酸輔助成型法制備球形氧化鋁顆粒的方法"（專利申請?zhí)?201210219122.0)中，發(fā)明人采用海藻酸鈉溶液在二價(jià)或三價(jià)金屬離子溶液（Mg2+除外）中 易于成為球形凝膠顆粒的特性，制備了球形氧化鋁顆粒，這一過程與現(xiàn)有的油柱成型法、油 氨柱成型法相比具有顆粒的成型是在溫和的水相中進(jìn)行，能耗低，且制備過程無污染；通過 改變海藻酸濃度、擬薄水鋁石含量、凝膠離子種類、凝膠粒子濃度、凝膠時(shí)間與凝膠過程可 方便的調(diào)控球形氧化鋁比表面積、孔容、孔徑以及金屬氧化物含量；制備過程簡單，操作方 便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)。但是在這一過程中，由于滴制過程特性限制，滴制成型的 濕球顆粒直徑很難大于6_，煅燒后球形氧化鋁顆粒的大小很難大于4_。此外，由于滴制 過程固含量低，后期酸處理用量大、干燥過程耗能高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的，提供一種后期酸處理用量降低、干燥過程耗能 降低，制備的球形氧化鋁顆粒在4mm的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案概述如下：
[0008] -種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0009] (1)取10~100g擬薄水鋁石，與5~100ml質(zhì)量濃度為1 %~10%的多糖水溶液 混合均勻，得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)制成粒徑為2. 8-10. 2_的多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒；
[0010] (2)將所述多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸漬在濃度為0. 1-0. 5M的酸水溶液中 20min-60min，得到多糖-擬薄水錯(cuò)石膠球形濕顆粒；
[0011] (3)將所述多糖-擬薄水鋁石膠球形顆粒用水洗滌、干燥后，在溫度500°C-1000°c 下，煅燒4h-12h，得到球形氧化鋁顆粒。
[0012] 步驟⑴優(yōu)選為取50g擬薄水鋁石，與30~100ml質(zhì)量濃度為2%~5%的多糖 水溶液混合均勻，得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)粒徑為3. 8-7. 2_的多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒。
[0013] 所述多糖優(yōu)選為海藻酸鈉、魔芋葡甘聚糖和黃原膠中至少一種。
[0014] 所述多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸漬在濃度為0. 3M的酸水溶液中30min形成 多糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒。
[0015] 所述酸優(yōu)選為硝酸、醋酸和檸檬酸至少一種。
[0016] 步驟（3)所述溫度優(yōu)選為600°C-800°C下，煅燒6h。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0018] (1)本發(fā)明的方法即可獲得2mm的球形氧化鋁顆粒，又可以獲得大于4mm的球形氧 化鋁顆粒，實(shí)驗(yàn)證明，可獲得粒徑2-8_的球形氧化鋁顆粒；
[0019] (2)顆粒的成型過程是依靠多糖水溶液的粘附作用與擬薄水鋁石形成濕團(tuán)后制備 的，所獲得的濕顆粒的固含量可達(dá)到30% -60%，易于擬薄水鋁石的堆積靠近，因此在后期 的酸處理過程中，酸處理濃度與時(shí)間都有所降低，此外后期干燥處理過程的耗能也相應(yīng)減 少；
[0020] (3)步驟（2)利用多糖水溶液的粘附作用，使多糖-擬薄水鋁石濕顆粒在酸中保持 球形，進(jìn)一步形成多糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒，避免了其他離子的引入，可制備高純球 形氧化鋁顆粒；
[0021] (4)由于后期酸處理濃度與時(shí)間有所降低，使得擬薄水鋁石在酸處理過程中孔容 孔徑損失小，可獲得大孔容、大孔徑球形氧化鋁顆粒。
[0022] (5)本發(fā)明涉及的海藻酸鈉、魔芋葡甘聚糖、黃原膠都屬于天然多糖，來源廣泛，價(jià) 格低廉。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明制備球形氧化鋁顆粒的基本原理為，首先利用多糖的粘附作用形成多 糖-擬薄水鋁石復(fù)合顆粒，隨后酸浸處理，擬薄水鋁石實(shí)現(xiàn)溶膠-凝膠化過程，最后通過干 燥、煅燒過程，獲得球形氧化鋁顆粒。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0026] (1)取50g擬薄水鋁石，與50ml質(zhì)量濃度為3 %的海藻酸鈉水溶液混合均勻，得到 濕團(tuán)，再將濕團(tuán)通過擠出滾圓機(jī)制成粒徑為6±0. 2_的海藻酸鈉-擬薄水鋁石球形濕顆 粒；
[0027] (2)將海藻酸鈉-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸入到濃度為0. 3M的醋酸水溶液中，浸 漬30min，得到海藻酸鈉-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒；
[0028](3)將海藻酸-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒用水洗滌、干燥后，在600°C煅燒6h，得到 球形氧化鋁顆粒。顆粒性質(zhì)見表1。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0031] (1)取lOg擬薄水鋁石，與5ml質(zhì)量濃度為1 %的魔芋葡甘聚糖水溶液混合均勻， 得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)通過擠出滾圓機(jī)制成粒徑為3±0. 2mm的魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石球 形濕顆粒；
[0032] (2)將魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸入到濃度為0. 1M的硝酸水溶液 中，浸漬60min，得到魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒；
[0033] (3)將魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒用水洗滌、干燥后，在500°C煅燒 12h，得到球形氧化鋁顆粒。顆粒性質(zhì)見表1。
[0034] 實(shí)施例3
[0035] 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0036] (1)取100g擬薄水鋁石，與100ml質(zhì)量濃度為10 %的黃原膠水溶液混合均勻，得 到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)通過擠出滾圓機(jī)制成粒徑為l〇±〇. 2mm的黃原膠-擬薄水鋁石球形濕顆 粒；
[0037] (2)將黃原膠-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸入到濃度為0. 5M的檸檬酸水溶液中，浸 漬20min，得到黃原膠-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒；
[0038] (3)將黃原膠-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒用水洗滌、干燥后，在1000°C煅燒4h，得 到球形氧化鋁顆粒。顆粒性質(zhì)見表1。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0041] (1)取50g擬薄水鋁石，與加入30ml質(zhì)量濃度為2%的海藻酸鈉水溶液，20ml質(zhì) 量濃度為1 %的魔芋葡甘聚糖水溶液混合均勻，得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)通過蜜丸機(jī)制成粒徑為 7 ±0. 2_的海藻酸鈉-魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒；
[0042] (2)將海藻酸鈉-魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸入到濃度為0. 3M的醋 酸水溶液中，浸漬60min，得到海藻酸鈉-魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒；
[0043] (3)將海藻酸鈉-魔芋葡甘聚糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒用水洗滌、干燥后，在 800°C煅燒6h，得到球形氧化鋁顆粒。顆粒性質(zhì)見表1。
[0044] 實(shí)施例5
[0045] 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，包括如下步驟：
[0046] (1)取50g擬薄水鋁石，與100ml質(zhì)量濃度為5 %的海藻酸鈉水溶液混合均勻，得 到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)通過擠出滾圓機(jī)制成粒徑為4±0. 2_的海藻酸鈉-擬薄水鋁石球形濕顆 粒；
[0047] (2)將海藻酸鈉-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸入到體積比為1 :1的濃度為0. 1M硝酸 水溶液和〇. 1M檸檬酸水溶液的混合溶液中，浸漬40min，得到海藻酸鈉-擬薄水鋁石膠球 形濕顆粒；
[0048] (3)將海藻酸鈉-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒用水洗滌、干燥后，在600°C煅燒5h，得 到球形氧化鋁顆粒。顆粒性質(zhì)見表1。
[0049] 表 1
[0050]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是包括如下步驟： (1) 取10~100g擬薄水鋁石，與5~100ml質(zhì)量濃度為1 %~10%的多糖水溶液混合 均勻，得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)制成粒徑為2. 8-10. 2mm的多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒； (2) 將所述多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸漬在濃度為0. 1-0. 5M的酸水溶液中 20min-60min，得到多糖-擬薄水錯(cuò)石膠球形濕顆粒； (3) 將所述多糖-擬薄水鋁石膠球形顆粒用水洗滌、干燥后，在溫度500°C-1000°C下， 煅燒4h-12h，得到球形氧化鋁顆粒。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是所述步驟（1)為 取50g擬薄水鋁石，與30~100ml質(zhì)量濃度為2 %~5 %的多糖水溶液混合均勻，得到濕團(tuán)， 再將濕團(tuán)粒徑為3. 8-7. 2_的多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是所述多糖為 海藻酸鈉、魔芋葡甘聚糖和黃原膠中至少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是步驟（2)為：將 所述多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸漬在濃度為〇. 3M的酸水溶液中30min形成多糖-擬 薄水鋁石膠球形濕顆粒。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是所述酸為硝 酸、醋酸和檸檬酸至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球形氧化鋁顆粒的制備方法，其特征是步驟（3)所述溫 度為600°C-800°C下，煅燒6h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種球形氧化鋁顆粒的制備方法,包括如下步驟：(1)取擬薄水鋁石，與多糖水溶液混合均勻，得到濕團(tuán)，再將濕團(tuán)制成粒徑為2.8-10.2mm的多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒；(2)將多糖-擬薄水鋁石球形濕顆粒浸漬在酸水溶液中，得到多糖-擬薄水鋁石膠球形濕顆粒；(3)將多糖-擬薄水鋁石膠球形顆粒用水洗滌、干燥后，煅燒，得到球形氧化鋁顆粒。本發(fā)明易于制備4mm以上大顆粒；成型過程中固含量高，后期酸處理用量降低、干燥過程耗能低，并在在調(diào)控孔容與孔徑方面獲得了有益的結(jié)果。
【IPC分類】C01F7/30
【公開號】CN105314664
【申請?zhí)枴緾N201410355948
【發(fā)明人】王康, 張業(yè)嶺, 王希濤
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月23日