孔径可控纳米Al2O3载体的制备研究.pdf

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1、第39卷第8期化工技术与开发V_ol_39NO．82010年8月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryAug．2010四窝訇毋孔径可控纳米A12O3载体的制备研究王广建，刘晓娜，刘光彦，杨朝(青岛科技大学化工学院，山东青岛266042)摘要：以硝酸和廉价的偏铝酸钠为主要原料，采用化学沉淀法制备纳米氧化铝载体并对其进行了表征。实验研究了反应物浓度、成胶温度及pH值对氧化铝微观结构的影响。实验结果表明，偏铝酸钠的质量浓度为70~80g·Ll时可获得孔容较大的载体；成胶温度在65～70"C时，平均孔径达到6．87nm

2、1)AP__H．大孔分布集中；终点pH值为7的中性温和环境下处理不会使晶体过度增长，比表面和孔容较大，且孔径分布窄。关键词：纳米A12O3载体；偏铝酸钠；制备；合成；中图分类号：TQ426．65文献标识码：A文章编号：1671-9905(2010)08-0001—04活性氧化铝作为催化剂载体，具有耐高温和抗1．1试剂及仪器氧化的特点，在催化领域中被广泛作为石油炼制催硝酸、偏铝酸钠、磷酸二氢钾、无水乙醇(均为化剂、加氢脱硫以及脱氢催化剂的载体【1J。1，_Al203市售分析纯)。水为去离子水。一般是由拟薄水铝石脱水制备，拟薄水铝石的合成ASAP2020系

3、列全自动比表面及孔隙度分析方法主要有3种：即铝盐与氨水中和、强酸或强酸仪，循环水式多用真空泵SHB．Ⅲ型，FA2104A电子的铝盐中和铝酸钠以及烷基铝水解【2J。硝酸法是天平，SX2马弗炉，DF．10IS集热式恒温加热磁力目前常用的一种方法，因工艺简单、成本低、焙烧搅拌器，电热恒温水浴锅，数显恒温水浴锅HH．4，后残留少、制备过程对环境污染小、工业放大容易PHS一25C数字酸度计，精密pH试纸(pH范围而受到关注，可以制备孔径分布窄、成型性能好的6．4-8．01。拟薄水铝石，是具有实用前景的方法之一【4】。1．2实验过程目前，随着石油裂解原料的重质化J

4、，反应物将一定浓度的偏铝酸钠溶液和硝酸溶液预热的相对分子质量越来越大，这样对制备催化剂所用到反应温度，采用并加法缓慢加入烧杯中进行成胶氧化铝载体的孔结构提出了新的要求。所使用的活反应。烧杯置于恒温水浴中，搅拌速度控制在性氧化铝必须要有足够大的孔体积及适宜的孔分350-400r．min～，温度由接点温度计控制在士1℃范布，才能具有良好的催化反应活性。利用中和沉淀围内，pH值由酸度计测定并控制在土0．5的范围内，方法制备氧化铝，反应体系非常复杂且反应种类繁成胶结束后再继续反应45min。反应结束后直接在多，制备过程中任何环节的细微变化都能影响最终母液中进行

5、老化，老化条件：老化温度调低5～10"C，产品的结构【6J。其中成胶过程是影响氧化铝结构的老化pH值为7．0，老化时间为60min。老化结束后，关键步骤【，主要影响因素有：反应物质量浓度、将反应产物过滤并打浆洗涤4次，打浆温度调低中和温度及终点pH值L8J，本文着重论述这几个因素5～10~C，pH值为6．8，时间为10～15min，待滤饼全对Y．Al2O3孔结构的影响。部分散后过滤。然后放到烘箱中于l10℃干燥48h。将干燥后的白色粉末经油氨柱成型在550~C的马弗1实验部分炉中煅烧4h。最后采用ASAP2020系列全自动比表基金项目：国家自然科学基金

6、资助项目(20776070)作者简介：王广建，男，45岁，博士，教授，主要从事催化新材料、环境净化催化工程及反应器等领域的研究，E-mai1：wgjnet@126．com。收稿日期：2010．03．112化工技术与开发第39卷面及孑L隙度分析仪测定载体的比表面，孑L径及孔径由公式(1)和(2)可以看出，溶液浓度对晶核生成分布。和长大速率都有很大影响，但浓度对晶核生成速率表1平行实验条件表影响更大。偏铝酸钠的质量浓度决定了粒子的大Table1Tableofparallelexperimentconditions小，从而影响产物的堆积密度和孑L的分布，在溶

7、液浓度提高至80g．L以上后，NaAIO2质量浓度增加，结晶开始时溶液中的粒子质量浓度高，相对过饱和度大，有利于晶核生成，形成的晶粒多，颗粒不容易长大，产物的堆积密度增大，因此导致孔径和孔容的减小。另外在不同的质量浓度下，铝酸根离子存在的2结果与讨论形式也不同，文献【H】报道，在中等质量浓度的铝酸钠溶液中，铝酸根离子以AI(OH)4"(图2)形式存在；氧化铝的沉淀过程分为晶核生成和晶核生长在稀溶液且温度较低时铝酸根离子以[AI(OH)4_]两个过程【9】，晶核生成速率方程：(H2O)】c形式存在；在较高质量浓度或温度较高的溶N=k(e-c(1)液中，发

8、生AI(OH)4脱水，形成[Al2O(OH)6】一(图3)其中，Ⅳ为单位时间内单位体积溶液中生