_氧化铝载体合成的研究
实验一催化剂载体——活性氧化铝的制备
实验一催化剂载体——活性氧化铝的制备活性氧化铝（Al2O3）是一种具有优异性能的无机物质，不仅能做脱水吸附剂、色谱吸附剂，更重要的是做催化剂载体，并广泛用于石油化工领域。
它涉及到重整、加氢、脱氢、脱水、脱卤、歧化、异构化等各种反应。
所以能如此广泛地被采用，主要原因是它结构上有多种形态及物化性质上千差万别。
学习有关Al2O3的制备方法，对掌握催化剂制备有重要意义。
一、实验目的1、通过铝盐与碱性沉淀剂的沉淀反应，掌握氧化铝催化剂和催化剂载体的制备过程。
2、了解制备氧化铝水合物的技术和原理。
3、掌握活性氧化铝的成型方法。
郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商。
公司于中科院上海硅酸盐研究所合作开发多品种阿尔法氧化铝。
专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，联系QQ 2596686490，电话156390七七八八一。
4、二、实验原理催化剂或催化剂载体用的氧化铝，在物性和结构方面都有一定要求。
最基本的是比表面积、孔结构、晶体结构等。
例如，重整催化剂是将贵重金属铂、铼载在γ—Al2O3或η—Al2O3上。
氧化铝的结构对反应活性影响极大，载于其他形态的氧化铝上，其活性是很低的，如烃类脱氢催化剂，若将Cr—K载在γ—Al2O3或η—Al2O3上，活性较好，而载在其他形态氧化铝上，活性很差。
这说明它不仅起载体作用，而且也起到了活性组分的作用，因此，也称这种氧化铝为活性氧化铝。
α—Al2O3在反应中是惰性物质，只能作载体使用。
制备活性氧化铝的方法不同，得到的产品结构亦不相同，其活性的差异颇大，因此制备中应严格掌握每一步骤的条件，不应混入杂质，尽管制备方法和路线很多，但无论哪种路线都必须制成氧化铝水合物（氢氧化铝），再经高温脱水生成氧化铝。
自然界存在的氧化铝或氢氧化铝脱水生成的氧化铝，不能作载体或催化剂使用，这不仅因杂质多，主要是难以得到所要求的结构和催化活性。
为此，必须经过重新处理，可见制备氧化铝水合物是制活性Al2O3的基础。
中空催化剂载体生产工艺设计研究报告
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业论文中空催化剂载体生产工艺研究学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺学生：王晓杰学号：指导教师：王捷2016 年6 月摘要活性氧化铝可以作为良好的催化剂载体，它比表面积高，有良好的吸附性且具备多孔性的特点，制造空心球形活性催化剂载体具有很大的工业价值。
本试验做了以下三个方面工作：选择海藻酸钠和氯化钙反应生成明胶做种子；滚动成型，制作具有氧化铝外壳的氧化铝小球；分析氧化铝小球的堆积密度、吸水性、强度。
选择海藻酸钠和氯化钙反应生成的明胶作为种子，采用了滚动成型的方法，制造了一种有活性氧化铝外壳的氧化铝小球。
再经高温煅烧，挥发掉球种子从而制作出中空型氧化铝小球。
测试此种氧化铝球的堆积密度、吸水性、强度等指标发现，不同直径的氧化铝球，在煅烧以后，堆积密度都大幅降低，最少的降低0.2772g/ml,最多的减少了0.3007g/ml，且从中可以看出，氧化铝球的直径越大，其堆积密度减少的量越多；中空氧化铝球的吸水率大约在0.5左右，当直径在4.0-4.5mm围吸水率相对较高，直径在3.5-4mm围吸水率相对较低；相同中空大小的条件下，中空氧化铝球的强度随着壁厚的增加而逐渐增大，壁厚越大，承受的压力就越大。
但总体上较实心球强度略小。
关键词：海藻酸钠氧化铝滚动成型中空AbstractActivated alumina catalyst carrier can be a good , high specific surface area which has a good adsorption characteristics and have a porous , hollow spherical manufacturing active catalyst carrier having a great industrial value.The tests done the following three aspects of the work: Select gelatin sodium alginate and calcium chloride react for seed ; roll forming to produce alumina having an alumina ball housing ; analysis of bulk density of the alumina pellets , water absorption, strength.Select sodium alginate and calcium chloride produced by the reaction of gelatin as a seed , using a roll molding method , an active alumina manufactured housing alumina pellets . And then by high temperature calcination, evaporate thus produce seeds inside a hollow sphere alumina pellets.Bulk density , water absorption and strength of alumina balls of this index test found that different diameter alumina balls , after calcination , the packing density is significantly reduced , at least to reduce 0.2772g/ml, reduced maximum 0.3007g / ml, respectively can be seen, the greater the diameter of the alumina balls , bulk density , the more the reduced amount ; hollow alumina spheres water absorption of about 0.5 , when the diameter in the range 4.0-4.5mm relatively water absorption high , 3.5-4mm in diameter in the range of relatively low water absorption ; hollow size under the same conditions , the strength of the hollow aluminum ball and the wall thickness increases gradually increased , the greater the thickness , the greater the pressure . But on the whole smaller than the strength of themedicine ball .Keywords : alginate molding hollow aluminum rolling目录摘要 (I)Abstract .......................................................................................................................... I I 目录III第一章引言11.1课题的意义11.2催化剂载体的概述21.2.1催化剂载体的定义21.2.2催化剂载体的种类41.2.3催化剂载体的国国外的研究现状51.2.4催化剂载体的未来发展方向71.2.5.1氧化铝在催化剂方面的应用91.2.5.2氧化铝在吸附领域的应用91.2.7活性氧化铝的发展及其产业化101.3课题研究的目的和研究容141.3.1研究目的：141.3.2研究容：14第二章试验方法162.1试剂和仪器162.1.1主要试剂162.1.2主要仪器162.2 海藻酸钠物体的配制172.3氯化钙溶液的配制172.4海藻酸钠物体制作种子182.5海藻酸钠与果胶混合制种子202.6氧化铝球的制备212.7中空氧化铝球的制备22第三章结果与讨论243.1中空氧化铝球的堆积密度分析243.2中空氧化铝球吸水性分析253.3中空氧化铝球强度分析25第四章结论28第五章参考文献29致30第一章引言1.1课题的意义在现代的石油、化学工业中，90%以上的化学反应是通过催化剂来实现的。
ρ-氧化铝成形技术研究
ｔ． ・ 、 ・ ・ ‘一 ‘ ‘， ， ， ・ Ｉ ， ， ・ ・ ・ ・
山 东 冶 金
ｔｌ ｇ ｕ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍ ｅａｌ ｒｙ ｈｎｏｇ
Ｖｏ ．０， ． １３ Ｎｏ ６ Ｄｅ ｅ ｅ ０ ８ ｃ ｍｂ ｒ ２ ｏ
性及产物组 成也会有 很大差 异 。 氧 化铝 是 化 学键 力 很强 的离子 键 化 合 物 ， ８ 有
烧结 法生 产氧 化铝 过程 中 ， 料 通过碱 液溶 出 熟 后 得 到 铝酸 钠 溶 液 ， 中全 碱浓 度 １０ ／， 化 其 １．ｇＬ 氧 ５ 铝 浓度 １０ｇ ， 碱浓 度 ２ Ｌ ０ ／ 碳 Ｌ ０ｇ 。如果 降低其 中的 ／ 全 碱 量 ， 会 破 坏 化 学 平 衡 ， 而 释 放 出铝 水 合 则 从
２３ 快 脱法 生产 ｐ— Ｉ 。 ． Ａ。 机理 Ｈ Ｏ
具有 强 的吸 附能力 和催 化活性 ， 以又称 活性 氧化 所 铝， 可用 作吸 附材 料或催化 剂及载体 。 国 内外 关 于催化 剂载 体 的制备 理论 、 法及 其 方 应用 介 绍过 很 多 。作 为 催 化 剂 载体 使 用 的材 料 有
率达 ８ ％以上 。 ０
润 土 、 氧钛等 。活 性氧 化铝 是氢 氧化 铝或 其水 合 二 物在 ４０～ ５ 下焙 烧分解 制得 ， ５ ５０ｏ Ｃ 有较大 的比表 面 积 、 大 的孔 容 和合 适 的 孔径 ， 效 反 应 活性 中心 较 有 多， 广泛用作 吸 附剂或者催 化剂及其 载体 。 ］
一
三 水铝 石 经 干燥 、 粉碎 、 化后 ， 入 快 速 细 进
脱水 工序 ， ６０～９０ｏ高速湍 流 的热 气体 中停 留 在 ０ ０ Ｃ 几秒 后形 成 Ｐ Ａ：， — １ 。工艺 流程 为 ： 一 ０ 三水 铝 粉 碎 闪速焙烧 （ 在热风 炉中 ） Ｐ— Ｉ ， 一 Ａ 。 ０
氧化铝载体催化剂
氧化铝载体催化剂导言：氧化铝是一种广泛应用于催化剂制备中的载体材料。
它具有高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性等优点，使其成为许多催化反应的理想选择。
本文将从氧化铝载体催化剂的定义、制备方法、特性以及应用领域等方面进行探讨。
一、定义氧化铝载体催化剂是指将活性组分或催化剂负载于氧化铝表面的一种催化剂。
氧化铝作为载体具有较高的比表面积和孔隙度，可以提供更多的活性位点，增加反应物与催化剂之间的接触面积，从而提高催化剂的催化活性。
二、制备方法氧化铝载体催化剂的制备方法多种多样，常见的方法包括溶胶-凝胶法、沉淀法、浸渍法和共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用且较为成熟的制备方法。
该方法通过将金属盐和氧化铝前驱体在适当的溶剂中混合，形成溶胶，然后通过加热和干燥使溶胶凝胶化，最终得到氧化铝载体催化剂。
三、特性1. 高比表面积：氧化铝具有较高的比表面积，可以提供更多的活性位点，增加催化剂与反应物之间的接触面积，从而提高催化剂的活2. 良好的热稳定性：氧化铝具有良好的热稳定性，能够在高温条件下保持其结构和性能的稳定性，适用于高温催化反应。
3. 化学稳定性：氧化铝对于大多数酸、碱和有机溶剂都具有较好的化学稳定性，不易被破坏，可重复使用。
四、应用领域氧化铝载体催化剂在许多领域都有广泛的应用，以下列举几个常见的应用领域：1. 石油化工领域：氧化铝载体催化剂常用于油品加氢、脱硫、脱氮等反应中，能够提高反应效率和产物质量。
2. 环境保护领域：氧化铝载体催化剂可用于废气治理、有机废水处理等环境保护领域，具有高效、低能耗和环保的特点。
3. 化学合成领域：氧化铝载体催化剂在有机合成反应中有着重要的应用，如醇醚化反应、氧化反应等。
4. 能源领域：氧化铝载体催化剂在能源领域也有着广泛的应用，如燃料电池、催化裂化等。
结论：氧化铝载体催化剂具有高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性等优点，广泛应用于石油化工、环境保护、化学合成和能源等领域。
大孔氧化铝载体上制备MCM-48膜的研究
有两套三维互通的孔 道结构和窄的孔径分布 ， 而这 些优点都是有关膜传输性能和分离性能好坏的必要
１ 实验 部 分
１ １ 载体 的处 理 ．
介孔无机膜 以其大的比表面积和狭窄的孔径分
布在 催化 ， 离 和膜 反 应 器 等 方 面 具 有 较 大 应 用 前 分
到较好性能的 ＭＣ 一４ 担载膜 ， Ｍ ８ 对空 载体性 能的 要求较高 ． 在精细孔结构 的载体上合成的膜层内部 应力较为均匀 ， 而在较大孔径 的载体上合成的膜层 ， 由于应力 比较集 中， 较难合成 出比较致密的膜层 ． 为 此 ， ｌ ｉ １ 对 比 了一 系 列 在 不 同孔 径 规格 的 氧化 Ｉ ｅａ １ ｇ ｓ［］ 铝管状载体上合成的 ＭＣ 一 ８ 的性能 ， 出在 Ｍ ４膜 得 孔 径 小 于 ６ ｎ 的 陶瓷管 上 合成 的 ＭＣ 一４ ０ｎ － ｉ Ｍ ８膜材 料具有最好的性能． 本文通过考查合成溶胶 ｐ Ｈ的变化和大孑 氧化铝 Ｌ 载体担载膜的形貌 ， 结构和渗透性能的表征分析， 希望 能对这种 膜的形 成过程 和生长机理进行分析和探 讨．
（ ｎ ｊ ｑ ＠ｈｔ ｉ ａｍ＞ ｗａｇｉ ｕ ｏｍａ ．） ｎ ｌ
膜
科
学
与
技
术
第 ３ 卷 ０
焙烧 ３ｈ 后方可作为担载膜的载体使用 ．
１２ 担载 膜的合 成 ．
所用药品均为分析 纯． Ｍ 一４ ＭＣ ８膜 的制备 步
骤如 下 ： ＯＨ 和 Ｔ （
响下 ， 在膜 组 装 的界 面处 ， 了存 在 无机前 躯 体 与模 板 剂 的 自组装 过 程 ， 除 同时也 存 在 原 膜层 的 部 分 解聚 ， 因而 ， 虽然膜 的致 密性 随合 成 次数 的增加 而增 大 ， 而膜 厚度 却增 加很 少 ． 关 键 词 ： Ｍ 一４ ＭＣ ８膜 ；合 成 次数 ；自组装 ；大孔 载体 中图 分类 号 ：Ｉ ０ ８８ ，Ｑ ２ ． 、 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：１０ ０ ７—８２ （００ ０ —０ １ —０ ９ ４２ １ ）１ ０ ３ ５ 氮气 和氢 气 的分 离效 能 ． 多研究 结 果表 明 ， 了得 许 为
大孔氧化铝的制备及其催化应用研究
大孔氧化铝的制备及其催化应用研究摘要：大孔氧化铝晶型结构多样，用途广泛，研究价值高，主要用于负载型和吸附型催化剂。
研究发现，大分子通过孔道进入活性位是废油加氢裂解反应的主控环节，大孔结构对废油加氢裂解具有重要的促进作用。
因此，调控氧化铝的结构是提高其催化活性的重要手段。
笔者通过研究不同的大孔氧化铝制备方法，对其催化应用方法进行了一系列阐述。
关键词：大孔氧化铝；制备；催化应用前言当前，氧化铝被广泛应用于加氢催化材料中，它不仅具有比表面积大、孔结构大、孔径分布广等优良的结构特征和物性，而且还具有优异的催化性能。
由于其优良的热液稳定性和化学性质，被广泛用作吸附剂、干燥剂和催化剂。
一、大孔氧化铝的合成（一）水热合成法热液合成是液体中的合成反应，如水溶液和液体，通常与其他合成方法结合使用。
通过将去离子水中的表面活性剂与酸或碱进行组合，再向其中添加无机铝，在高温下进行晶化，然后对产品进行清洗、过滤、干燥、焙烧和去除杂质，以获得结构化的大孔氧化铝。
Gan和其他人使用有机溶剂溶解其中的有机盐，然后在完全溶解后添加定量结构导体。
混合溶液被添加到高压反应器中进行热液反应。
实验表明，这种方法成功地制备了大孔氧化铝。
热液法具有反应系统稳定、反应条件温和、操作简单、实验重复性好等优点。
然而，由于使用压力反应器的要求，这种方法在某种程度上存在着安全风险。
与水热法不同，溶胶-凝胶法和硬模板法都是在常温下进行的，因此它们的研究和使用也更加的普遍[1]。
（二）扩孔剂法扩散器法是一种相对简单的方法，可以添加高温敏感物质，在高温、沉积或其他形成过程中容易分解，以获得孔径分布较大的材料。
加入这种对温度有响应的材料，其主要作用是扩大材料的孔隙尺寸，通过材料在烘烤过程中产生的裂隙，使材料通过孔道，从而增加其空隙度，从而实现对材料孔隙尺寸及孔道分布进行调控。
沈金云等人用草酸铵作为穿孔材料。
通过实验，他们发现草酸铵可能在孔扩张中发挥重要作用。
草酸法合成氧化铝纳米粉体及其应用研究
草酸法合成氧化铝纳米粉体及其应用研究氧化铝是一种重要的无机材料，具有良好的热稳定性、化学稳定性和电学性质等特性，广泛应用于催化剂、电介质、材料强化剂以及电子器件等领域。
近年来，随着纳米技术的发展，研究人员开始关注氧化铝纳米粉体的制备和应用研究。
草酸法是一种常见的氧化铝纳米粉体合成方法，其优点是制备过程简单、条件温和、控制粒径分布范围广等，因此得到了广泛应用。
1. 草酸法合成氧化铝纳米粉体草酸法合成氧化铝纳米粉体的基本过程是：在一定的反应条件下，将氢氧化铝与草酸反应，生成柔软凝胶状的含有Al-草酸络合物的混合物。
此后，将此混合物煅烧，即可得到氧化铝纳米粉体。
草酸法合成氧化铝纳米粉体的关键是如何控制粉体的粒径和分布范围。
一般来说，影响合成粉体粒径的因素包括草酸、氢氧化铝、溶剂、温度、pH值等因素。
因此，通过控制这些因素的条件，可以得到不同粒径分布的氧化铝纳米粉体。
2. 氧化铝纳米粉体的应用研究氧化铝纳米粉体在催化剂、电介质、材料强化剂以及电子器件等领域有广泛的应用前景。
催化剂方面，氧化铝纳米粉体具有高的比表面积和活性位点密度，可用于催化反应，如催化剂载体、催化剂过渡金属载体等。
电介质方面，氧化铝纳米粉体的抗氧化性能和高介电常数，使其成为优秀的高温电介质材料，广泛应用于高压电容器、高电压绝缘体以及微波介质等领域。
材料强化剂方面，氧化铝纳米粉体具有高比表面积和高拉伸强度，可用作耐磨材料、增强材料、粘合剂等，并可以提高材料的硬度、强度和防腐蚀性能。
电子器件方面，氧化铝纳米粉体作为电子器件中的绝缘材料和高纯度气相沉积材料，成为半导体封装材料和材料微加工的重要基础材料。
3. 氧化铝纳米粉体制备方法的发展趋势目前，氧化铝纳米粉体的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、气相法、共沉淀法、微波反应法等。
这些方法中，溶胶-凝胶法和草酸法是最常用的方法之一，但也存在着一定的缺点。
为此，研究人员开始关注时间控制方法、表面功能化方法、有机金属前体法、特殊反应介质法等，以期实现更好的制备氧化铝纳米粉体的方法。
载体用活性氧化铝的制备研究
氧化铝产品种类众 多，广泛应用于催化剂、催化剂载体 、吸附剂等 “ ．随着石油化工 ，碳源原料重 炭化 以及催化工程技术 的发展 ， 究大 孔容和高 强度 的氧化铝来用于大分子催化反应 已经成为研 究、 研 开 发该类催化剂 的主要方面 ．现有制备大 孔容氧化铝 载体 的方法 口，需经制胶 、成 型、老 化、水洗 、干 燥 、煅烧 、水热扩孔 、再煅烧等过程 ，流程长、设备腐蚀严重 、产品收率低 ，因此如何简化工 艺，实现 操作连续化 ，提高产 品收率及 品质是研 究的重 点 ．本 实验 研究 的活性 氧化铝载体 在工 艺上有根本 的改 进 ，流程缩短近半 ，腐蚀小 、收率高 、技术指标先进 ，达到 或超过 当今 国外 同类 产品的水平 ．
文章编号 ：１０ ．３ ３（０ ７ １ ０ ００ ０ ７２ ７ ２０ ）０ ． ６ －４ ０
载体用 活性氧 化铝 的制备研 究
李 佳 ，高中良 ，陈永生 ，孟媛婷
（． １ 河北工业 大学 化 工学 院 ，天津 ３０３ ；２ ０ １０ ．天津化工 研究设 计院 ，天津 ３０３ ） ０ １１
中 图分 类 号 Ｔ ２ ． Ｑ４ ６６ ５ 文 献 标 识码 Ａ
Ａ ｔ ｄ ｎＰ ｅ ａａｉｎｏ ｔ ａｅ ｕ ｉａＣａｒｅ Ｓ ｕ ｙｏ ｒｐ ｒｔ ｆ ｏ Ａｃｉ ｔｄＡｌ ｍ ｎ ｒｉｒ ｖ
Ｌ Ｉ ， ＧＡＯ ｈ ｎ － ａ ｇ ， Ｃ Ｅ Ｙｏ ｇ ｓ ｅ ｇ ， Ｍ Ｅ Ｚ ｏ ｇｌ ｎ ｉ Ｈ Ｎ ｎ －ｈ ｎ ２ ＮＧ ｕ ｎ ｒ ｇ Ｙ ａ －ｎ ｉ
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第３卷 第 １ ６ 期
Ｖ ｌ６ ｂ ＿ Ｎｏ １ ３ ．
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第32卷第6期辽 宁 化 工Vol.32,No.6 2003年6月Liaoning Chemical Industry June,2003 -氧化铝载体合成的研究彭绍忠,王继锋(抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001)摘 要: 对以氯化铝和氨水为原料制备氧化铝的过程进行了考察,着重考察中和的温度、pH值、反应物浓度和老化条件对 -Al2O3对氧化铝孔结构的影响。
在试验范围内,氯化铝浓度对氧化铝孔容和比表面积影响不大,提高中和温度,氧化铝的孔容和比表面积增加高,高p H有利于提高孔容和比表面积;老化时间和温度对氧化铝孔结构没有明显的影响。
关 键 词: 氧化铝;中和;载体中图分类号: TQ426.65 文献标识码: A 文章编号: 10040935(2003)06024103活性氧化铝是最重要的催化剂载体之一,在石油加工催化剂领域应用广泛。
迄今已知氧化铝有8种晶态,其中 -Al2O3具有较高的孔容、比表面积和热稳定性,因此得到广泛的应用。
催化剂载体的重要性质之一是它的孔结构特征,它的孔结构决定催化剂的孔结构。
对催化剂载体孔结构的要求首先是提供尽可能大的反应接触面积,提高活性组分的分散度,其次是孔径,孔径过大,载体的比表面积就会减小,孔径过小,给反应物的扩散带来不利的影响,从而影响催化剂的活性。
因此,孔结构适宜的 -Al2O3成为催化剂开发的重要课题之一。
针对这个问题,抚顺石油化工研究院开展 -Al2O3合成的研究工作。
-Al2O3可以通过拟薄水铝石脱水制备,拟薄水铝石合成方法主要有以下3种,即铝盐与氨水中和、强酸或强酸的铝盐中和铝酸钠以及烷基铝水解。
强酸或强酸的铝盐中和铝酸钠制备氧化铝,生产效率高,环境污染小,但是用于中和的2种物料是强酸和强碱,因此反应体系稳定性差,容易造成产品质量波动,当局部碱性过强时,易生成三水氧化铝;烷基铝水解制备氧化铝可以得到纯度非常高的氧化铝,但是该方法生产的氧化铝成本较高;以氯化铝和氨水为原料,产品质量稳定,杂质脱出容易,不易生成三水氧化铝,在相同制备条件下,晶粒完整、晶粒较大,因此本文针对以氯化铝和氨水为原料制备氧化铝的过程进行了考察。
利用中和方法制备氧化铝,由于反应体系非常复杂,反应种类繁多,在制备过程中任何环节发生细微的变化都可能影响最终产品的结构,可以说几乎氧化铝制备的各个方面因素都或多或少地影响氧化铝的孔结构。
影响氧化铝孔结构的主要因素有:反应物浓度、中和的温度、pH值、以及老化条件等,本文着重论述这几个因素对 -Al2O3孔结构的影响。
1 实 验1.1 试剂和仪器氯化铝溶液(工业用氯化铝溶液配制);氨水(分析纯,沈阳化学试剂厂);孔结构采用美国ASAP2400低温氮吸附仪测定。
1.2 试验方法采用连续罐成胶方式中和,制备主要流程如下:氨 水氯化铝溶液连续成胶老化压滤洗涤干燥粉碎ALO(OH)干胶粉 其中,助剂在中和过程中加入AlO(OH)干胶粉焙烧后分析孔结构。
收稿日期: 2003-03-17作者简介: 彭绍忠(1969-),男,工程师。
2 结果与讨论2.1 中和条件对氧化铝孔结构影响氧化铝载体的孔主要是由小粒子堆积形成,因此粒子的大小和堆积方式决定了载体的孔结构和比表面积,如果小粒子的粒径分布窄,则载体孔分布集中。
反之,则载体孔分布弥散,但是大小粒子相互填充,所得的载体的孔容和比表面积大,胶体粒子的沉淀分3阶段:过饱和、成核及核的生长。
工作液的浓度,中和温度、pH 值不仅影响溶液的过饱和度,同时还影响成核及核的生长速度,因此工作液的浓度、中和温度、pH 值是影响载体孔结构的主要因素。
2.1.1 氯化铝浓度对氧化铝孔结构的影响溶液与晶核的生成和生长速度有密切关系,当所用的溶液为稀溶液时,则沉淀出现时间长而所得晶粒大,反之则快速出现大量的小晶粒[1]。
首先考察了氯化铝浓度对氧化铝孔结构的影响,结果见图1,由图1可见,在所考察的三氯化铝浓度范围内,浓度对氧化铝孔容和比表面积影响不大,这表明当三氯化铝浓度在较低的范围内变化时,浓度对晶核的生成和生长的影响并不大,因此可以考虑适当提高三氯化铝浓度,以提高生产效率,但提高浓度使小晶粒生成量增加,不利于制备较窄孔分布的氧化铝。
图1 氯化铝浓度对氧化铝孔结构的影响最小值最大值孔容 mL g-11.063 1.075比表面积 m 2 g -12472592.1.2 中和温度对氧化铝孔结构的影响保持其它条件不变,考察中和温度对氧化铝孔结构的影响,不同中和温度下的试验结果见图2。
由图2可知,在试验温度变化范围内,当中和温度较低时,提高中和温度,氧化铝孔容和比表面积增加,中和温度进一步提高,氧化铝孔结构变化不大。
溶液的过饱和度随温度的升高而降低,在较低的温度时,虽然溶液过饱和度大,但是分子的能量低,晶核的生成速度仍然较慢,提高中和温度,溶液过饱和度下降,但分子运动速度加快,因而提高中和温度,可以提高晶体的生成速率,同时提高温度也导致不同晶面间的相对生长速率的变化,所以,中和温度改变不仅带来孔结构的变化,而且可能带来晶型的转变[2];当温度升高到一定程度时,过饱和度下降过多,晶核生成速度不再发生明显变化。
图2 中和温度对孔结构的影响最小值最大值孔容 mL g -10.448 1.031比表面积 m 2 g -11962562.1.3 中和pH 对氧化铝孔结构的影响pH 主要影响晶体的生长过程,保持其它条件不变,考察中和pH 对氧化铝孔结构的影响,不同中和pH 下的试验结果见图3。
由图3可见,在试验pH 变化范围内,高pH 有利于提高孔容和比表面积。
在一定温度和pH 范围内,随着pH 的升高,晶型逐渐由无定型拟薄水铝石 -三水铝石转变[3]。
因此,在一定范围内提高中和pH,图3 中和p H 对孔结构的影响最小值最大值孔容 mL g-10.546 1.218比表面积 m 2 g -1228290242 辽 宁 化 工 2003年6月有利于提高氧化铝载体的孔容和比表面积,降低无定型氧化铝含量,提高结晶度。
但是,中和pH 过高易产生三水铝石。
此外,在较低的pH 条件下中和时,由于小粒子在低pH 下的溶解速度快,利于制备较窄孔分布的氧化铝。
2.2 老化条件对氧化铝孔结构影响老化过程主要是小粒子的溶解和大粒子的长大。
对于大小粒子的溶解关系,Ostward-Freun -dich 提出以下关系式:RT M l n(S r S )=2 ( r)式中:S r 半径为r 的粒子的溶解度; S 大粒子的溶解度; R 气体常数; T 绝对温度; M 相对分子质量; 表面张力;沉淀粒子的密度由上式可知,小粒子和形状不规则易于溶解,所以老化的结果是粒子大小趋向均匀、形状趋向规则。
老化温度和时间对氧化铝孔结构影响分别见图4、5。
由图4、5可以看出,老化温度对氧化铝载图4 老化温度对氧化铝载体孔结构的影响最小值最大值孔容 mL g-11.027 1.039比表面积 m 2 g -1261269体的孔容和比表面积影响不大,延长老化时间,比表面积略有提高,但孔容基本没有变化。
中和过程基本上决定了氧化铝载体的孔结构和比表面积。
图5 老化时间对氧化铝载体孔结构的影响最小值最大值孔容 mL g -11.014 1.029比表面积 m 2 g -12652733 结 论(1)中和的温度、pH 值、反应物浓度对氧化铝的孔结构有不同程度的影响,合理选择中和条件可以制备出大孔、高比表面积 -Al 2O 3氧化铝。
(2)老化温度和时间对氧化铝载体的孔容和比表面积影响不大。
参考文献1 韩崇仁,等.加氢裂化工艺与工程[M ].北京:中国石化出版社,2001.2622 韩崇仁,等.加氢裂化工艺与工程[M ].北京:中国石化出版社,2001.263Study on Preparation of -Al 2O 3Su pportPENG Shao -zhon g(Fushun Research Institute of Petroleum and petrochemicals,Liaoning Fushun 113001,China)Abstract :The preparation of Al 2O 3used aluminum chloride and ammonia as raw materials was studied.The influences of precipi tation temperature,pH,reactant concentration and aging conditions on pore s tructure of Al 2O 3was i nvesti gated.T he results showed that the ef -fect of concentrati on of aluminum chloride aqueous solution on pore structure of Al 2O 3was not obvious;the pore volume and surface area were increased by raising the precipi tation temperature;raisin g p H of precipitation could i mp rove pore volume and surface area,aging conditions had hardly effect on pore structure of Al 2O 3.Key words :Alumina;Precipitati on;Support243第32卷第6期 彭绍忠等: -氧化铝载体合成的研究。