大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，包括以下步驟：將稀硝酸和偏鋁酸鈉溶液在合成釜中制成膠，在并流成膠的過(guò)程中，先保持pH穩(wěn)定，然后將稀硝酸和偏鋁酸鈉交替加入，使中和液交替處于酸、堿的環(huán)境中，中和結(jié)束前再將pH穩(wěn)定在指定范圍，然后在洗滌釜中老化一定時(shí)間后，用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，進(jìn)行多次洗滌，制得擬博水鋁石（硝酸鋁膠）后在烘房中進(jìn)行干燥，在粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎。通過(guò)上述方式，本發(fā)明以NaAlO2~HNO3為工藝路線，充分利用硝酸的自身粘性和擬博水鋁石在酸性環(huán)境下粘度增加的性質(zhì)以及中和過(guò)程利用pH搖擺有利于增大孔容的辦法，制備出孔容≥0.80ml/g，膠溶指數(shù)≥99%，最可及孔半徑≥400?的擬博水鋁石。
【專利說(shuō)明】大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及精細(xì)化工合成領(lǐng)域，特別是涉及一種大孔容、高粘度擬博水鋁石的制 備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 擬博水鋁石屬化學(xué)品氧化鋁的一種系列產(chǎn)品，它無(wú)毒、無(wú)味，呈白色膠體(濕品）或 粉末(干粉)。它具有網(wǎng)狀的空間結(jié)構(gòu)，有較大的空隙、發(fā)達(dá)的比表面積、酸性環(huán)境下變?yōu)榫?有粘性膠態(tài)物的觸變性等，使得該產(chǎn)品具有晶相純度高、膠溶性能好、粘結(jié)性強(qiáng)、觸變性凝 膠等特點(diǎn)。
[0003] 擬博水鋁石被廣泛用作涂料高效粘結(jié)劑、高檔陶瓷、高效催化劑及催化劑載體、吸 附劑、干燥劑、亞微米/納米級(jí)研磨材料和拋光材料、化妝品填料和無(wú)機(jī)膜材料等。廣泛應(yīng) 用于石油化工、化肥、造紙、涂料、環(huán)保、空分、醫(yī)藥、日化、人造假肢、航空航天等行業(yè)，是一 類具有廣闊發(fā)展前途的新型材料。
[0004] 膠溶指數(shù)的高低反映了擬博水鋁石的粘結(jié)性的好壞。粘結(jié)性越好，制作的粘結(jié)劑 粘度越高，催化劑或催化劑載體強(qiáng)度越高，產(chǎn)品物化性能就好。但目前不論酸法、堿法、碳化 法還是醇鋁法制備的擬博水鋁石膠溶指數(shù)最高在95%左右，很難再提高，這就限制了擬博 水錯(cuò)石的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
[0005] 另外，一般粘度高的擬博水鋁石孔容較小，如碳化法制備的擬博水鋁石膠溶指 數(shù)可達(dá)95%左右，孔容一般在0. 5ml/g以下，而孔容較大的擬博水鋁石一般粘度就低，如 NaA102-Al2(S0 4)3、NaA102-AlCl3、NaA102-Al(N0 3)3、NH40H-AlCl3 等，孔容可達(dá) 0· 8 ml/g 以上， 膠溶指數(shù)一般在90%以下，有的甚至在30%以下。因此，對(duì)擬博水鋁石來(lái)說(shuō)，同時(shí)增大孔容 和膠溶指數(shù)是一個(gè)矛盾的問(wèn)題?？兹菪?、粘度高的擬博水鋁石適宜做粘結(jié)劑；而孔容大、粘 度低的擬博水鋁石適宜做催化劑或催化劑載體。若制備出膠溶指數(shù)高，而孔容又大的擬博 水鋁石不管作為粘結(jié)劑，還是作為催化劑，其物化性能都有較大提升，應(yīng)用前景更加廣闊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法， 該方法以NaA10 2~HN03為工藝路線，充分利用硝酸的自身粘性和擬博水鋁石在酸性環(huán)境下 粘度增加的性質(zhì)以及中和過(guò)程利用pH搖擺有利于增大孔容的辦法，制備出孔容> 0. 8ml/ g，膠溶指數(shù)> 99%，最可及孔半徑> 400A的擬博水鋁石。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，包 括以下步驟： (1)將NaOH和A1(0H)3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為50?300g/L，苛性系 數(shù)a k (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1A的物質(zhì)的量濃度之比)為0. 8?1. 0的 NaA102 溶液。
[0008] (2 )在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度10-40% 的hno3溶液。
[0009] (3)在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至60-100°C，然后將稀 ΗΝ03溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液 pH 6 ?9〇
[0010] (4)過(guò)20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后 停加NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液 穩(wěn)定10?20min，這樣交替變動(dòng)一次為一個(gè)循環(huán)。
[0011] (5)重復(fù)步驟4中循環(huán)2?6次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在6?9,然后進(jìn)行 老化，老化時(shí)間控制在20?60min。
[0012] (6)將老化后的液體用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，然后用溫度30?60°C的水進(jìn)行多 次洗滌，直至Na 20含量合格為止為止。
[0013] (7)將水洗后的濕濾餅放在烘房中進(jìn)行干燥，溫度控制在100?120°C，擬博水鋁 石灼減控制在20?40%。
[0014] (8)干燥后的濾餅進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度在320?600目。
[0015] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（1)中NaA102溶液濃度為100?250g/L。
[0016] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（2)中稀ΗΝ03溶液濃度最佳控制在15?30%。
[0017] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（3)中中和液溫度最佳控制在70?80°C，中 和液pH最佳控制在7?8。
[0018] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（5)中pH擺動(dòng)次數(shù)最佳控制在3-5次，老化 時(shí)間最佳為30?45min。
[0019] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（6)中洗滌液最佳溫度控制在40?50°C。
[0020] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述步驟（7)中擬博水鋁石灼減最優(yōu)控制在28?32%。
[0021] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)例中，所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的技術(shù)參數(shù)為：膠溶指 數(shù)彡99%，孔容彡0. 80ml/g，比表面積彡200m2/g，最可及孔半徑彡400A。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是： 1、以NaA102~HN03為工藝路線，充分利用硝酸的自身粘性和擬博水鋁石在酸性環(huán)境下 變?yōu)榫哂姓承阅z態(tài)物的觸變性的性質(zhì)制備高粘度擬博水鋁石。
[0023] 2、利用在中和過(guò)程中pH交替變動(dòng)有利于擬博水鋁石一次粒子增大的性質(zhì)，增大 擬博水鋁石間隙孔，來(lái)制備大孔容擬博水鋁石。
[0024] 3、制備出了孔容彡0. 80ml/g，膠溶指數(shù)彡99%，最可及孔半徑彡400A的擬博水鋁 石，解決了膠溶指數(shù)與孔容不能同時(shí)增大的矛盾。與傳統(tǒng)擬博水鋁石相比較，具有更優(yōu)異的 物化性能，也具有更大的應(yīng)用前景。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0026] 實(shí)施例1 : 本實(shí)施例提供一種大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法，具體包括以下步驟： (1)將NaOH和A1(0H)3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為120g/L，苛性系數(shù)ak (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1203的物質(zhì)的量濃度之比）為0. 9的NaA102溶液。
[0027] (2)在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度20%的 ΗΝ0 3溶液。
[0028] (3)在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至75°C，然后將稀ΗΝ03 溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液pH 7. 5。
[0029] (4) 20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后停 加NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液穩(wěn) 定10?20min，這樣交替變動(dòng)一次算一個(gè)循環(huán)。
[0030] (5)重復(fù)上述循環(huán)3次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在7. 5,然后進(jìn)行老化，老化時(shí) 間控制在30min。
[0031] (6)將老化后的液體用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，然后用溫度45°C的水進(jìn)行多次洗 滌，直至Na 20含量合格為止為止。
[0032] (7)將水洗后的濕濾餅放在烘房中進(jìn)行干燥，溫度控制在100?120°C，擬博水鋁 石灼減控制在30%。
[0033] (8)干燥后的濾餅進(jìn)行粉碎，粉碎細(xì)度在400目。
[0034] 實(shí)施例1對(duì)比例 按照實(shí)施例1的步驟，所不同的是不經(jīng)過(guò)步驟（4)、（5)的pH交替變動(dòng)，而是直接穩(wěn)定 溫度和pH進(jìn)行并流中和，測(cè)得樣品數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0035] 實(shí)施例2 : 本實(shí)施例提供一種大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法，具體包括以下步驟： (1)將NaOH和A1(0H)3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為150g/L，苛性系數(shù)ak (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1203的物質(zhì)的量濃度之比)為0. 92的NaA102溶液。
[0036] (2)在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度25%的 ΗΝ0 3溶液。
[0037] (3)在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至70°C，然后將稀ΗΝ03 溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液pH 7. 8。
[0038] (4) 20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后停 加NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液穩(wěn) 定10?20min，這樣交替變動(dòng)一次算一個(gè)循環(huán)。
[0039] (5)重復(fù)上述循環(huán)4次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在7. 8,然后進(jìn)行老化，老化時(shí) 間控制在35min。
[0040] (6)將老化后的液體用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，然后用溫度50°C的水進(jìn)行多次洗 滌，直至Na 20含量合格為止為止。
[0041] (7)將水洗后的濕濾餅放在烘房中進(jìn)行干燥，溫度控制在100?120°C，擬博水鋁 石灼減控制在29%。
[0042] (8)干燥后的濾餅進(jìn)行粉碎，粉碎細(xì)度在450目。
[0043] 實(shí)施例2對(duì)比例 按照實(shí)施例2的步驟，所不同的是步驟（5)的pH交替變動(dòng)8次，測(cè)得樣品數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0044] 實(shí)施例3 : 本實(shí)施例提供一種大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法，具體包括以下步驟： (1)將NaOH和A1 (0H) 3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為200g/L，苛性系數(shù)a k (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1203的物質(zhì)的量濃度之比）為1. 0的NaA102溶液。
[0045] (2)在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度28%的 ΗΝ0 3溶液。
[0046] (3)在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至80°C，然后將稀ΗΝ03 溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液pH 8. 0。
[0047] (4) 20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后停 加NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液穩(wěn) 定10?20min，這樣交替變動(dòng)一次算一個(gè)循環(huán)。
[0048] (5)重復(fù)上述循環(huán)3次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在8. 0,然后進(jìn)行老化，老化時(shí) 間控制在40min。
[0049] (6)將老化后的液體用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，然后用溫度40°C的水進(jìn)行多次洗 滌，直至Na 20含量合格為止為止。
[0050] (7)將水洗后的濕濾餅放在烘房中進(jìn)行干燥，溫度控制在100?120°C，擬博水鋁 石灼減控制在31%。
[0051] (8)干燥后的濾餅進(jìn)行粉碎，粉碎細(xì)度在420目。
[0052] 實(shí)施例3對(duì)比例 按照實(shí)施例3的步驟，所不同的是步驟（2)、（3)、（4)的稀ΗΝ03用稀HC1代替，測(cè)得樣 品數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
[0053] 實(shí)施例4 : 本實(shí)施例提供一種大孔容、高粘度擬博水鋁石的制備方法，具體包括以下步驟： (1)將NaOH和A1 (0H) 3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為250g/L，苛性系數(shù)a k (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1203的物質(zhì)的量濃度之比）為1. 0的NaA102溶液。
[0054] (2)在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度30%的 ΗΝ0 3溶液。
[0055] (3)在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至76°C，然后將稀ΗΝ03 溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液pH 7. 6。
[0056] (4) 20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后停 加NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液穩(wěn) 定10?20min，這樣交替變動(dòng)一次算一個(gè)循環(huán)。
[0057] (5)重復(fù)上述循環(huán)3次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在7. 6,然后進(jìn)行老化，老化時(shí) 間控制在38min。
【權(quán)利要求】
1. 一種大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 將NaOH和A1 (0H) 3在制備釜中配成以氧化鋁計(jì)質(zhì)量濃度為50?300g/L，苛性系 數(shù)a k (NaA102溶液中Na20的物質(zhì)的量濃度與A1A的物質(zhì)的量濃度之比)為0. 8?1. 0的 NaA102 溶液； (2) 在機(jī)械攪拌下，將濃ΗΝ03緩慢加入裝有去離子水的稀釋槽中，配成濃度10-40%的 ΗΝ03溶液； (3) 在合成釜中先加入一定量的去離子水，機(jī)械攪拌下加熱至60-100°C，然后將稀ΗΝ03 溶液和NaA102溶液以5?20L/min流速連續(xù)并流成膠，保持反應(yīng)溫度，并穩(wěn)定中和液pH 6?9 ; (4) 過(guò)20分鐘后開(kāi)始第一次變動(dòng)，先加NaA102溶液將pH控制在10?10. 5,然后停加 NaA102溶液穩(wěn)定10?20min，再加ΗΝ03溶液將pH控制在3?4,然后停加ΗΝ0 3溶液穩(wěn)定 10?20min，這樣交替變動(dòng)一次為一個(gè)循環(huán)； (5) 重復(fù)步驟4中循環(huán)2?6次，中和結(jié)束，反應(yīng)終點(diǎn)pH穩(wěn)定在6?9,然后進(jìn)行老化， 老化時(shí)間控制在20?60min ; (6) 將老化后的液體用壓料泵壓入板框壓濾機(jī)，然后用溫度30?60°C的水進(jìn)行多次洗 滌，直至Na20含量合格為止為止； (7) 將水洗后的濕濾餅放在烘房中進(jìn)行干燥，溫度控制在100?120°C，擬博水鋁石灼 減控制在20?40% ; (8) 干燥后的濾餅進(jìn)行粉碎，要求細(xì)度在320?600目。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (1) 中NaA102溶液濃度為100?250g/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (2) 中稀ΗΝ03溶液濃度最佳控制在15?30%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (3) 中中和液溫度最佳控制在70?80°C，中和液pH最佳控制在7?8。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (5) 中pH擺動(dòng)次數(shù)最佳控制在3-5次，老化時(shí)間最佳為30?45min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (6) 中洗滌液最佳溫度控制在40?50°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述步驟 (7) 中擬博水鋁石灼減最優(yōu)控制在28?32%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大孔容，高粘度擬博水鋁石的制備方法，其特征在于，所述 大孔容，高粘度擬博水鋁石的技術(shù)參數(shù)為：膠溶指數(shù)> 99%，孔容> 0. 80ml/g，比表面積 > 200m2/g，最可及孔半徑> 400A。
【文檔編號(hào)】C01F7/02GK104085907SQ201410347664
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】李國(guó)印, 俞杰, 張海倫 申請(qǐng)人:溫州精晶氧化鋁有限公司, 江蘇晶晶新材料有限公司