專利名稱：一種水合氧化鋁及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水合氧化鋁、氧化鋁及其制備方法。
背景技術(shù)：
氧化鋁、特別是Y-氧化鋁，因其具有較好孔結(jié)構(gòu)、比表面和耐熱穩(wěn)定 性，常作為基質(zhì)和載體用于催化劑的制備。這種氧化鋁可以由它們的前身物-水合氧化鋁，如擬薄水鋁石，經(jīng)高溫焙燒得到。現(xiàn)有技術(shù)中，可采用多種方法 制備這種水合氧化鋁，其中，采用鋁酸鈉(如偏鋁酸鈉)水溶液與C02反應(yīng)沉 淀制備水合氧化鋁是一種最為經(jīng)濟(jì)、常見(jiàn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種改進(jìn)的水合氧化 鋁制備方法及由此得到的水合氧化鋁和氧化鋁。
一種水合氧化鋁的制備方法，包括a)在足以使鋁沉淀的反應(yīng)條件下，將 在水介質(zhì)中呈酸性反應(yīng)的含鋁鹽與堿反應(yīng)；b)在足以使鋁沉淀的條件下，將 鋁酸鹽與步驟a)得到的產(chǎn)物和C02反應(yīng)；c)過(guò)濾、洗滌和干燥步驟b)的沉 淀。
一種水合氧化鋁，該水合氧化鋁由前述本發(fā)明提供的方法制備。 一種氧化鋁，該氧化鋁由本發(fā)明提供的水合氧化鋁經(jīng)焙燒后得到。 按照本發(fā)明提供的所述水合氧化鋁的制備方法，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所
述步驟a)的沉淀反應(yīng)條件包括溫度為室溫-5(TC,終點(diǎn)pH值為5-9,進(jìn)
一步優(yōu)選為溫度為室溫-4(TC,終點(diǎn)pH值為6. 5 ~7. 5。
所述在水介質(zhì)中呈酸性反應(yīng)的含鋁鹽優(yōu)選自硫酸鋁、硝酸鋁、三氯化鋁中
的一種或幾種。
這些化合物及其混合物與水形成的溶液。例如，它們可以選自氨水、氬氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀中 的一種或幾種。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟b)的沉淀反應(yīng)條件包括溫度為室溫 60°C,終點(diǎn)pH值為〉9 12，進(jìn)一步優(yōu)選為溫度為室溫 40。C，終點(diǎn)pH值 為10~ 11. 5。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述步驟c)的過(guò)濾、洗滌和干燥的方法和條件均 為本領(lǐng)域慣用的方法和條件，對(duì)此本發(fā)明沒(méi)有特別限制。例如，所述干燥可以 用烘干、鼓風(fēng)干燥或噴霧干燥的方法。 一般而言，干燥溫度為100 - 35(TC， 優(yōu)選為120~ 300°C。
按照本發(fā)明提供的所述水合氧化鋁的制備方法，所述步驟b)的在足以使 鋁沉淀的條件下，將鋁酸鹽與步驟a)得到的產(chǎn)物和C02反應(yīng)中，對(duì)鋁酸鹽、 步驟a)得到的沉淀和C02的用量沒(méi)有特別限制。所述鋁酸鹽優(yōu)選為偏偏鋁酸 鈉。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，以氧化鋁計(jì)并以最終水合氧化鋁為基準(zhǔn)，在所述步 驟b)中引入步驟a)產(chǎn)物的量1~40重量％。進(jìn)一步優(yōu)選為3~25重量％。
所述0)2可以是純的C02,也可以是C02與空氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w的混合氣 或直接從工業(yè)裝置中獲得的富含C02的混合氣。當(dāng)C02為混合氣時(shí)優(yōu)選的含量 為30 ~ 90體積％ ，進(jìn)一步優(yōu)選為35 ~ 60體積％ 。
按照本發(fā)明提供的所述水合氧化鋁的制備方法，在所述步驟a)還包括過(guò) 濾分離沉淀的步驟，過(guò)濾得到的沉淀直接或經(jīng)過(guò)與水混合漿化后引入步驟 b)。所述與水混合漿化的方法為本領(lǐng)域慣用的方法。在優(yōu)選的實(shí)施方式中， 所述的漿化使最終漿液中氧化鋁固含量為2 ~ 20重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為4 ~ 8重 量％。
按照本發(fā)明提供的水合氧化鋁經(jīng)焙燒得到氧化鋁，該氧化鋁可以作為各種 吸附劑、載體和催化劑的基質(zhì)使用。所述氧化鋁可以是過(guò)渡態(tài)的氧化鋁，如 Y-、 5-、 ri-、 6-、 k-、 p-氧化鋁，也可以是a-氧化鋁。所述焙燒的方 法和條件視對(duì)目的氧化鋁的要求不同而不同，這些方法和條件為本領(lǐng)域慣用的 方法和條件，例如，為獲得y-氧化鋁，所述的焙燒條件包括溫度350 - 900 °C,焙燒時(shí)間為0. 5~8小時(shí)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由本發(fā)明提供的方法制備的水合氧化鋁的性質(zhì)得到改善，例如經(jīng)表征，高溫焙燒后得到的Y-氧化鋁孔容明顯提高。
具體實(shí)施例方式
下面將通過(guò)實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此而限制本發(fā)明的內(nèi)容。 實(shí)例中所用試劑，除特別說(shuō)明的以外，均為化學(xué)純?cè)噭??？兹荨⒈缺砻娣e
的測(cè)試采用美國(guó)的AUT0S0RB ^氐溫氮吸附卩義。物相采用XRD方法測(cè)定。 只十比例1
本對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有水合氧化鋁、氧化鋁及其方法制備
在4L反應(yīng)器中加入2升溫度為20 。C、苛性比(鋁酸鈉溶液中氧化鈉與氧 化鋁的分子比)1.45,氧化鋁濃度21克/升的偏鋁酸鈉溶液，從反應(yīng)器底部通 入濃度為5(Mi的二氧化碳與空氣的混合氣，控制反應(yīng)55分鐘，終點(diǎn)的PH值 為10. 5,然后進(jìn)行過(guò)濾分離，濾餅用8 0 °C的去離子水洗滌三次，110 °C烘 干，得到對(duì)比的水合氧化鋁(氫氧化鋁干膠)1。該產(chǎn)品具有擬薄水鋁石的結(jié) 構(gòu)。經(jīng)550°C焙燒2小時(shí)，得到Y(jié)-氧化鋁產(chǎn)品，產(chǎn)品的孔容0. 85毫升/克， 比表面積360. 4米V克。
實(shí)施例1
本實(shí)施例-說(shuō)明本發(fā)明提供的方法和由該方法制備的水合氧化鋁、氧化鋁。 將60克石克酸鋁溶于180毫升水中，得到含鋁鹽溶液Al， Al的pH值為 2. 83 (硫酸鋁是一種在水中呈酸性反應(yīng)的含鋁鹽，pH應(yīng)反映這種性質(zhì))；將 濃度為25%的市售氨水用水稀釋成濃度為5y。的氨水溶液A2;以并流的方式將 Al和A2引入反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)溫度35。C，控制兩股物料的引入速度，使過(guò) 程中和Al全部引入后pH為7. 2。產(chǎn)物為一種含有水合氧化鋁沉淀的漿液。
在札反應(yīng)器中加入2升溫度為18°C、苛性比1.41,氧化鋁濃度22克/升 的偏鋁酸鈉溶液，從反應(yīng)器底部通入濃度為50體積％的二氧化石友氣(同對(duì)比例 1)，同時(shí)將前述的漿液引入，漿液控制于25分鐘加完，繼續(xù)通入二氧化碳?xì)?反應(yīng)60分鐘，控制終點(diǎn)的PH值為10. 5，然后進(jìn)行過(guò)濾分離，濾餅用8(TC的 去離子水洗滌三次，ll(TC烘干，得到水合氧化鋁。該產(chǎn)品具有擬薄水鋁石的
5結(jié)構(gòu)。經(jīng)550。C焙燒2小時(shí)，得到y(tǒng)-氧化鋁產(chǎn)品，產(chǎn)品的孔容O. 95毫升/克，比表面積352. 6米V克。
實(shí)施例2
本實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明提供的方法和由該方法制備的水合氧化鋁、氧化鋁。將7. 5克氯化鋁溶于60毫升水中，得到含鋁鹽溶液A3;將13克碳酸氫銨溶于100毫升水中，得到含碳酸氫銨的堿液A4;將0. 5L的反應(yīng)器中加入A3并在攪拌下將A4滴加入A3中反應(yīng)至pH為7. 8,反應(yīng)溫度35。C。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾得到水合化鋁沉淀2. 8克(以氧化鋁計(jì))。將該沉淀與50克水混合打漿備用。
在4L反應(yīng)器中加入2升溫度為18°C、苛性比1.41,氧化鋁濃度20克/升的偏鋁酸鈉溶液，從反應(yīng)器底部通入濃度為50v。/。的二氧化碳?xì)?同對(duì)比例1)，同時(shí)將前述的漿液引入，漿液控制于14分鐘加完，繼續(xù)通入二氧化碳?xì)夥磻?yīng)60分鐘，控制終點(diǎn)的PH值為10. 2,然后進(jìn)行過(guò)濾分離，濾餅用80 。C的去離子水洗滌三次，110。C烘干，得到水合氧化鋁。該產(chǎn)品具有擬薄水鋁石的結(jié)構(gòu)。經(jīng)550。C焙燒2小時(shí)，得到y(tǒng)-氧化鋁產(chǎn)品，產(chǎn)品的孔容l. 05毫升/克，比表面積336. 7米V克。
權(quán)利要求
1、一種水合氧化鋁的制備方法，包括a)在足以使鋁沉淀的反應(yīng)條件下，將在水介質(zhì)中呈酸性反應(yīng)的含鋁鹽與堿反應(yīng)；b)在足以使鋁沉淀的條件下，將鋁酸鹽與步驟a)得到的產(chǎn)物和CO2反應(yīng)；c)過(guò)濾、洗滌和干燥步驟b)的沉淀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述步驟a)的沉淀反應(yīng)條 件包括溫度為室溫 50。C,終點(diǎn)pH值為5 9。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟a)的沉淀反應(yīng) 條件包括溫度為室溫-40。C,終點(diǎn)pH值為6. 5~7. 5。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在水介質(zhì)中呈酸性反 應(yīng)的含鋁鹽選自碌b酸鋁、硝酸鋁、三氯化鋁中的一種或幾種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟b)的沉淀反應(yīng) 條件包括溫度為室溫 60。C,終點(diǎn)pH值為〉9-12。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟b)的沉淀反應(yīng) 條件包括溫度為室溫 40。C，終點(diǎn)pH值為10~11.5。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，以氧化鋁計(jì)并以最終水合 氧化鋁為基準(zhǔn)，在所述步驟b)引入步驟a)產(chǎn)物的量為1~40重量％。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，以氧化鋁計(jì)并以最終水合 氧化鋁為基準(zhǔn)，在所述步驟b)引入步驟a)產(chǎn)物的量為3~25重量％。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟a)還包括過(guò) 濾分離沉淀的步驟，過(guò)濾得到的沉淀直接或經(jīng)漿化后引入步驟b)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述的漿化使最終漿液中 氧化鋁固含量為2 ~ 20重量％。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述的漿化使最終漿液中 氧化鋁固含量為4 ~ 8重量％。
12、 一種水合氧化鋁，該水合氧化鋁由權(quán)利要求l - ll任意一項(xiàng)方法制備。
13、 一種氧化鋁，該氧化鋁由權(quán)利要求12所述水合氧化鋁經(jīng)焙燒后得到。
全文摘要
一種水合氧化鋁、氧化鋁及其制備方法，該水合氧化鋁的制備方法包括a)在足以使鋁沉淀的反應(yīng)條件下，將在水介質(zhì)中呈酸性反應(yīng)的含鋁鹽與堿反應(yīng)；b)在足以使鋁沉淀的條件下，將鋁酸鹽與步驟a)得到的產(chǎn)物和CO₂反應(yīng)；c)過(guò)濾、洗滌和干燥步驟b)的沉淀。該水合氧化鋁經(jīng)焙燒得到氧化鋁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明方法制備氧化鋁的性質(zhì)得到改善，如孔容明顯提高。
文檔編號(hào)C01F7/34GK101633512SQ20091009026
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者徐培全, 徐培力 申請(qǐng)人:山東新成力達(dá)石油催化劑制造股份有限公司