一種含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氧化鋁水合物及其應(yīng)用。更具體地說，本發(fā)明涉及一種含助劑組分的 一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋁及其改性物(如含有其他助劑組分）作為工業(yè)上傳統(tǒng)的吸附劑、載體，由于 其高強度、熱穩(wěn)定性好及孔徑分布適宜等優(yōu)點，一直為人們所青睞。例如，作為載體在制備 加氫催化劑中的應(yīng)用。氧化鋁載體的表面物化性質(zhì)以及孔結(jié)構(gòu)參數(shù)，對其使用性能有著重 要影響。而制備氧化鋁及其改性物的載體的前驅(qū)體主要是假一水軟鋁石和一水軟鋁石以及 含有助劑組分的假一水軟鋁石和一水軟鋁石，其晶粒大小、形貌和結(jié)晶程度等指標又決定 著成品氧化鋁載體的物化性質(zhì)。
[0003] 中國專利00811448. X涉及一種改進的制備準晶體勃姆石的方法（QCB，也稱為假 一水軟鋁石)。在這種改進的方法中，準晶體勃姆石前體在pH低于7時，優(yōu)選在水熱條件 下被陳化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當取代現(xiàn)有技術(shù)中所采用的高pH值及熱陳化，在pH低于7并且在 水熱條件下，進行現(xiàn)有技術(shù)中所述的準晶體氧化鋁的制備過程時，所得到的是具有較高相 對結(jié)晶度的QCBs。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)表明，在水熱條件下陳化對提高擬薄水鋁石或薄水鋁石的相對結(jié)晶度有 利，但不利之處是伴隨有擬薄水鋁石或薄水鋁石晶粒增大，使得由此制備的氧化鋁的比表 面積、孔容降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種改進的含助劑組 分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石及其應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明涉及以下發(fā)明：
[0007] 1. -種含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，以以干基計的所述含助 劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石為基準，以元素計的所述助劑組分的質(zhì)量分數(shù)為 0.1%-10%，所述助劑組分選自1114、1￥4、乂4、￥114、114、118、1118、1￥8族中的一種或幾種， 所述含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石由包括以下步驟的方法制備：
[0008] (1)將至少一種氧化鋁水合物焙燒，所述焙燒條件包括：溫度為300°C _950°C，時 間為0. 5小時-24小時；
[0009] (2)將步驟（1)得到的焙燒產(chǎn)物與至少一種一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石、含助 劑組分的化合物以及水混合，得到一種混合物；
[0010] (3)將步驟（2)得到的混合物在密閉反應(yīng)器中進行水熱處理，水熱處理條件包括： 溫度為60°C _250°C，時間為0. 5小時-48小時；
[0011] (4)將步驟（3)得到的產(chǎn)物干燥。
[0012] 2.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述助劑組分選自氟、磷、硼、硅、鎂、鋅、鑭、鈰、鈦和鋯中的一種或幾種，以干基計的所述含助 劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石為基準，以元素計的所述助劑組分的質(zhì)量分數(shù)為 0· 3%-5%。
[0013] 3.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（1)的焙燒條件包括：溫度為300-750°C，時間為1-24小時。
[0014] 4.根據(jù)3所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（1)的焙燒條件包括：溫度為350-650°C，時間為2-10小時。
[0015] 5.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為60°C至小于140°C，時間為0. 5-48小時。
[0016] 6.根據(jù)5所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為80-120°C，時間為4-24小時。
[0017] 7.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為大于等于140°C至小于等于250°C，時間為0. 5-48小 時。
[0018] 8.根據(jù)7所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為150-220°C，時間為4-24小時。
[0019] 9.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所述 步驟（4)的干燥溫度為60°C _180°C，干燥時間為0. 5小時-24小時。
[0020] 10.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述步驟（4)的干燥溫度為80°C -150°c，干燥時間為1小時-12小時。
[0021] 11.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述氧化鋁水合物選自一水軟鋁石、假一水軟鋁石、三水合氧化鋁中的一種或幾種。
[0022] 12.根據(jù)11所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述三水合氧化鋁為三水鋁石。
[0023] 13.根據(jù)1所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述步驟（2)將步驟（1)得到的焙燒產(chǎn)物與至少一種一水軟鋁石或假一水軟鋁石以及水混合 得到的混合物中，以質(zhì)量計的固含量為1%_80%，其中，所述焙燒產(chǎn)物與以干基計的一水軟鋁 石或假一水軟鋁石的質(zhì)量比為〇. 1-20。
[0024] 14.根據(jù)12所述的含助劑組分的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石，其特征在于，所 述步驟（2)將步驟（1)得到的焙燒產(chǎn)物與至少一種一水軟鋁石或假一水軟鋁石以及水混合 得到的混合物中，以質(zhì)量計的固含量為5%_70%，其中，所述焙燒產(chǎn)物與以干基計的一水軟鋁 石或假一水軟鋁石的質(zhì)量比為〇. 2-12。
[0025] 15.根據(jù)1-14所述的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石在制備成型催化劑載體和吸 附劑中的應(yīng)用。
[0026] 本發(fā)明中，所述氧化鋁水合物選自三水合氧化鋁、假一水軟鋁石、一水軟鋁石中的 一種或幾種。
[0027] 其中，所述三水合氧化鋁包括三水鋁石（a -Al2O3 ·3Η20)、湃鋁石（β ^Al2O3 ·3Η20) 和諾水鋁石（β 2-Α1203 · 3Η20)。
[0028] 所述假一水軟鋁石又稱為擬薄水鋁石，以X光衍射表征，為一種在14. 5° ±0. 5° (2 Θ )出現(xiàn)寬而彌散的（020)晶面衍射峰的氧化鋁水合物。
[0029] 所述一水軟鋁石又稱為薄水鋁石，以X光衍射表征，為一種在14.5° ±0.5° (2 Θ )出現(xiàn)最強的、窄而尖銳的（020)晶面衍射峰的氧化鋁水合物(一水軟鋁石在45. 8°、 51.6°、和55. 2°分別出現(xiàn)對應(yīng)于（131)、（220)和（151)晶面的假一水軟鋁石所不具備的 衍射峰)。
[0030] 本發(fā)明的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，將一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石與一種或幾種經(jīng) 300°C _950°C焙燒(熱處理）0. 5-24小時，優(yōu)選經(jīng)300°C _750°C焙燒(熱處理）1-24小時，進 一步優(yōu)選經(jīng)350°C _650°C焙燒(熱處理)2-10小時的氧化鋁水合物、含助劑組分的化合物以 及水混合，得到一種混合物，并將該混合物在密閉容器中于60°C _250°C水熱處理0. 5-48小 時，優(yōu)選于80-220°C水熱處理4-24小時，由此改性得到的一水軟鋁石和/或假一水軟鋁石 的相對結(jié)晶度提高，且由此經(jīng)焙燒得到的氧化鋁保持有較高的比表面積和孔容。
[0031] 在【具體實施方式】中，所述步驟（2)將步驟（1)得到的焙燒產(chǎn)物與至少一種一水軟 鋁石或假一水軟鋁石以及水混合得到的混合物中，優(yōu)選以質(zhì)量計的固含量為1%_80%，其中， 所述焙燒產(chǎn)物與以干基計的一水軟鋁石或假一水軟鋁石的質(zhì)量比為〇. 1-20。進一步優(yōu)選所 述步驟（2)將步驟（1)得到的焙燒產(chǎn)物與至少一種一水軟鋁石或假一水軟鋁石以及水混合 得到的混合物中，以質(zhì)量計的固含量為5%-70%，其中，所述焙燒產(chǎn)物與以干基計的一水軟鋁 石或假一水軟鋁石的質(zhì)量比為〇. 2-12。
[0032] 當所述的混合物中的水含量足以使所述混合物為漿液(例如，以質(zhì)量計的固含量 為35%以下）時，在所述步驟（4)的干燥前優(yōu)選包括過濾的步驟。
[0033] 其中，當控制水熱處理溫度為140°C以上時，所得改性產(chǎn)物為一水軟鋁石；控制水 熱處理溫度小于140°C時，所得產(chǎn)物的晶相與起始原料保持一致。
[0034] 在一個【具體實施方式】中，優(yōu)選的使所述改性產(chǎn)物的晶相與起始原料一致的所述步 驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為60°C至小于140°C，時間為0. 5-48小時；進一步優(yōu)選的 所述步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為80-120°C，時間為1-24小時。
[0035] 在另一個【具體實施方式】中，優(yōu)選的使所述改性產(chǎn)物為一水軟鋁石的所述步驟（3) 的水熱處理條件包括：溫度為大于等于140°C至小于等于250°C，時間為0. 5-48小時；進一 步優(yōu)選的所述步驟（3)的水熱處理條件包括：溫度為150-220°C，時間為4-24小時。
[0036] 本發(fā)明中，所述一水軟鋁石、假一水軟鋁石和三水鋁石可以是市售的商品，也可以 是采用任意的現(xiàn)有技術(shù)制備，對此沒有特別限制。
[0037] 在足以將所述氧化鋁水合物在300°C _950°C焙燒(熱處理）1-24小時，優(yōu)選經(jīng) 300°C _750°C焙燒(熱處理）1-24小時，進一步優(yōu)選經(jīng)350°C _650°C焙燒(熱處理)2-10小時 的條件下，本發(fā)明對步驟（1)所述的焙燒方法沒有特別限制。例如，可以是將所述氧化鋁水 合物在慣常的