本發(fā)明屬于無機功能材料制備，涉及到一種制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法。
背景技術(shù)：
1、擬薄水鋁石，又稱假一水軟鋁石，是一類結(jié)構(gòu)特殊，結(jié)晶水?dāng)?shù)不定的水合氧化鋁，外觀為白色無毒無味的粉末，其結(jié)晶度低，顆粒尺寸小，具有很高的比表面積和孔容，良好的吸附性與膠溶性。擬薄水鋁石是制備活性氧化鋁和其他材料的重要前驅(qū)體，因此在催化領(lǐng)域、吸附領(lǐng)域、精細(xì)陶瓷以及新型材料領(lǐng)域中均有廣泛應(yīng)用。在催化領(lǐng)域，擬薄水鋁石常作為氧化鋁載體的前驅(qū)體，特別是在石油化工、汽車尾氣凈化等領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
2、隨著技術(shù)的發(fā)展與需求的擴大，對擬薄水鋁石的要求越來越苛刻，比如純度和孔結(jié)構(gòu)。以石化領(lǐng)域的丙烷脫氫和催化重整的氧化鋁載體為例，孔容更大有利于提高氣體分子在催化劑中的擴散效率，提高催化劑的轉(zhuǎn)化能力，同時減少結(jié)焦，避免催化劑短期內(nèi)失活；純度更高，減少雜質(zhì)對催化活性中心的影響；膠溶性好，易成型為高強度的氧化鋁小球，延長催化劑的使用壽命，因此開發(fā)大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的具有重要意義。
3、目前工業(yè)上常見的擬薄水鋁石合成方法有碳化法、雙鋁沉淀法和醇鹽水解法。其中，采用無機鋁鹽為原料的碳化法和雙鋁沉淀法制得的擬薄水鋁石能夠?qū)崿F(xiàn)大孔容，但雜質(zhì)含量高，膠溶性差，影響其應(yīng)用范圍。以鋁醇鹽為原料(異丙醇鋁、仲丁醇鋁等)進(jìn)行水解能夠合成大孔容高純擬薄水鋁石，并有較好的膠溶性質(zhì)。如中國專利cn?104192880a公布了一種制備高純擬薄水鋁石的方法，在攪拌條件下，將含造孔劑的水解液按照給定配比加入到異丙醇鋁-異丙醇溶液中，在60～80℃水解，水解產(chǎn)物干燥后獲得高純擬薄水鋁石，孔容可達(dá)1.5ml/g左右。中國專利cn?110395756?a公開了一種制備大孔容、多孔道、寬分布擬薄水鋁石的方法，包含以下操作步驟：(1)將2n-5n的鋁原料與醇催化下反應(yīng)得到鋁醇鹽，保溫；(2)蒸餾提純，將提純后所得鋁醇鹽移至水解反應(yīng)釜中，添加1-8‰的納米一水鋁石籽晶，加入醇溶液，保溫；(3)水解，添加助劑，保溫，得到大孔容、多孔道、寬分布的擬薄水鋁石產(chǎn)品，孔容為1.0-1.3ml/g。大連理工大學(xué)劉袁李的碩士論文《異丙醇鋁水解制備催化用擬薄水鋁石和氧化鋁》(17-25頁)，研究使用鋁醇鹽水解所得的水合氧化鋁，將其與水-有機溶劑的溶液混合后進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，所得擬薄水鋁石孔容可到1.4ml/g以上，膠溶指數(shù)在95％以上。但這些鋁醇鹽法所得大孔擬薄水鋁石的孔結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，加水后孔容嚴(yán)重下降，給實際應(yīng)用帶來麻煩。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于上述技術(shù)問題，本發(fā)明以往鋁醇鹽法制備的大孔容擬薄水鋁石主要是依賴有機溶劑造孔，在干燥后表面殘留大量烷氧根基團(tuán)，起到了抗團(tuán)聚的作用，顆粒之間容易堆積出大孔容，但與水混合后表面的烷氧基團(tuán)被置換成為羥基，在干燥過程中受到氫鍵和表面張力作用結(jié)構(gòu)塌陷，孔容減小。本發(fā)明提出基于鋁醇鹽水解，在水體系下控制高純擬薄水鋁石的微晶生長，制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石，避免了加水后擬薄水鋁石孔容嚴(yán)重下降的問題。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案：
3、一種制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，步驟如下：
4、步驟1.將金屬鋁、醇、催化劑混合回流2～24h后獲得粗制鋁醇鹽，粗制鋁醇鹽經(jīng)過純化后獲得液態(tài)鋁醇鹽；
5、步驟2.將步驟1所得液態(tài)鋁醇鹽與水在75～95℃進(jìn)行攪拌混合水解，混合后繼續(xù)攪拌2～12h，然后分離回收水解產(chǎn)生的醇；
6、步驟3.將步驟2所得擬薄水鋁石或擬薄水鋁石濕料與水性晶化液混合攪拌配制成擬薄水鋁石漿料，然后在105～250℃進(jìn)行攪拌水熱16～48h，得到擬薄水鋁石漿料；
7、步驟4.將步驟3所獲擬薄水鋁石漿料進(jìn)行干燥，所得產(chǎn)物即為大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石。大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石中na2o含量低于0.002wt.％，fe2o3含量低于0.015wt.％，sio2含量低于0.015wt.％，膠溶指數(shù)大于97％，550℃煅燒3h所得氧化鋁的孔容大于0.75ml/g。
8、步驟1所述金屬鋁為原鋁或由原鋁精制的高純鋁經(jīng)加工而成的鋁錠、鋁塊、鋁粒、鋁豆、鋁片等；
9、步驟1所述醇為異丙醇、仲丁醇、異辛醇中的一種；
10、步驟1所述催化劑為鋁醇鹽自催化劑或無水三氯化鋁；
11、步驟1所述的粗制鋁醇鹽的純化方法為減壓蒸餾或過濾；
12、步驟2中所述的鋁醇鹽與水的摩爾比為1:3～1:100；
13、步驟3所述的晶化液為水和晶化助劑混合物，晶化助劑為碳酸銨、碳酸氫銨、檸檬酸銨、氨，膽堿、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種；晶化助劑與水的質(zhì)量比小于1:50；
14、進(jìn)一步的，步驟3中所配制的擬薄水鋁石漿料中，氧化鋁的質(zhì)量含量為5～15％。
15、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的方法控制鋁醇鹽法高純擬薄水鋁石在水體系下微晶生長和堆積的方法進(jìn)行造孔，與以往鋁醇鹽法中添加造孔劑或溶劑造孔相比，獲得的大孔容高純擬薄水鋁石的孔道結(jié)構(gòu)在水體系下有很好的穩(wěn)定性；同時減少了有機溶劑和試劑的使用，操作更加安全。
1.一種制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟1所述金屬鋁為原鋁或由原鋁精制的高純鋁經(jīng)加工而成的鋁錠、鋁塊、鋁粒、鋁豆、鋁片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟1所述醇為異丙醇、仲丁醇、異辛醇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟1所述催化劑為鋁醇鹽自催化劑或無水三氯化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟1所述的粗制鋁醇鹽的純化方法為減壓蒸餾或過濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟2中所述的鋁醇鹽與水的摩爾比為1:3～1:100。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟3所述的晶化液為水和晶化助劑混合物，晶化助劑為碳酸銨、碳酸氫銨、檸檬酸銨、氨，膽堿、二乙醇胺、三乙醇胺中的一種；晶化助劑與水的質(zhì)量比小于1:50。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備大孔容高膠溶高純擬薄水鋁石的方法，其特征在于，步驟3中所配制的擬薄水鋁石漿料中，氧化鋁的質(zhì)量含量為5～15％。