本發(fā)明屬于催化劑材料領(lǐng)域，具體為一種擬薄水鋁石和氧化鋁的制備方法。

背景技術(shù)：

高純擬薄水鋁石和氧化鋁是催化劑載體、集成電路基板、透明熒光粉、功能單晶、精密儀表和航空功能器件的重要材料。擬薄水鋁石是合成各種活性氧化鋁的一種重要的中間體，其性能對氧化鋁的性能有著重要的影響。高純擬薄水制備方法的研究和開發(fā)已經(jīng)進(jìn)行多年，國外已進(jìn)行了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。德國condea公司用金屬鋁粉和正己醇生產(chǎn)高純sb粉(例如us4590289)，已建有萬噸/年的工業(yè)裝置，產(chǎn)品暢銷世界各國，但這種工藝技術(shù)存在著金屬鋁粉制備困難、操作危險(xiǎn)系數(shù)高、工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。國內(nèi)已開展采用用異丙醇和金屬鋁制備高純擬薄水鋁石，但是由于異丙醇沸點(diǎn)較低，使用過程中危險(xiǎn)系數(shù)較高，容易發(fā)生爆炸，而且異丙醇鋁水解后得到的含水異丙醇循環(huán)使用麻煩和反應(yīng)時(shí)間較長(例如gb825972，cn85100218)，因此，我國一直沒有工業(yè)化的使用異丙醇鋁法制備催化劑及載體用的高純擬薄水鋁石的產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是利用沸點(diǎn)較高、不溶于水的c6-10高級脂肪混合醇和一定純度的金屬鋁，通過醇化和水解的方法，制備催化領(lǐng)域用高純擬薄水鋁石和氧化鋁。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是高級脂肪醇具有不吸水優(yōu)點(diǎn)并容易得到，操作過程安全，不使用催化劑，避免了容器的腐蝕和帶進(jìn)的雜質(zhì)，水解醇容易回收和利用，制備的擬薄水鋁石和氧化鋁純度高，雜質(zhì)含量低，晶相單一，孔結(jié)構(gòu)、孔徑及比表面可調(diào)，可以代替國外的sb粉。

目前國內(nèi)生產(chǎn)擬薄水鋁石和氧化鋁的方法主要是碳化法和沉淀法，使用現(xiàn)有的擬薄水鋁石生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品雜質(zhì)較高，可幾孔徑不均一、晶相純度低、產(chǎn)品不穩(wěn)定。用于催化重整和加氫的高純擬薄水鋁石一直從國外進(jìn)口，始終沒有國產(chǎn)化產(chǎn)品問世。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，制備出一種雜質(zhì)含量低、孔分布集中、單一晶相的擬薄水鋁石和氧化鋁材料。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明一種高純擬薄水鋁石及氧化鋁，采用以下步驟制備：

(1)制備醇鋁，

(2)過濾，

(3)水解，

(4)分醇，

(5)老化蒸醇，

(6)噴霧干燥，得到高純擬薄水鋁石，

(7)煅燒，粉碎得到氧化鋁

步驟(1)為，把金屬鋁、高級混合脂肪醇加入5l反應(yīng)釜，加熱到一定溫度開始反應(yīng)，釜中產(chǎn)生大量氣泡時(shí)將剩余脂肪醇緩慢滴加到釜中，一定時(shí)間后沒有氣泡生成，反應(yīng)完成，得到醇鋁。其中，高級脂肪醇可以為c6-c10的任意比例混合醇，金屬鋁為鋁錠、鋁片；金屬鋁的純度在99％以上；脂肪醇與金屬鋁的摩爾比為2-7∶1。高級醇與金屬鋁反應(yīng)溫度在100-170℃；反應(yīng)時(shí)間2-10h，反應(yīng)得到醇鋁。

步驟(2)為，往容器內(nèi)加入溶劑，用以提高過濾速度，溶劑為高沸點(diǎn)溶劑油、甲苯、三甲苯中的一種或任意種混合。高沸點(diǎn)溶劑為沸程140-200℃的溶劑；溶劑與物料醇鋁的質(zhì)量比例是0.1-1∶1。然后升溫后過濾，過濾溫度為80℃-140℃，濾網(wǎng)目數(shù)500-1000。過濾得到醇鋁和溶劑的混合物。

步驟(3)為，在反應(yīng)釜內(nèi)加入去離子水，去離子水的加入量與醇鋁的摩爾比是1-3∶1，升溫到80度后，開始向去離子水中滴加過濾得到的醇鋁和溶劑的混合物，邊滴加邊攪拌。水解反應(yīng)的溫度為60-100℃，反應(yīng)時(shí)間為20-120min；水解反應(yīng)生成擬薄水鋁石中間產(chǎn)物。

步驟(4)為，將水解反應(yīng)生成的醇和過濾過程中添加的溶劑抽出。它們經(jīng)處理后可重復(fù)使用。

步驟(5)為，在容器中再次加入去離子水，對擬薄水鋁石中間產(chǎn)物進(jìn)行老化，加入的去離子水量與醇鋁的摩爾比是40-300∶1，老化的溫度為60-100℃，時(shí)間為30-900min，老化同時(shí)蒸餾出剩余醇和溶劑。

步驟(6)為，對蒸出剩余醇的老化物進(jìn)行噴霧干燥，得到高純擬薄水鋁石。

步驟(7)為，對干燥過的高純擬薄水鋁石進(jìn)行煅燒，煅燒溫度500-600度，煅燒4-6h，得到高純氧化鋁。

本發(fā)明是一種制備高純擬薄水鋁石和氧化鋁的新方法，利用高級脂肪醇制備的中間產(chǎn)物醇鋁純度高，高級脂肪醇容易得到，操作過程安全，反應(yīng)時(shí)間短，過濾容易，濾液無色，制備的擬薄水鋁石和氧化鋁純度高，雜質(zhì)含量低，孔分布集中，晶相單一。得到的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于重整催化劑和加氫催化劑載體。水解老化后得到的醇和溶劑可以循環(huán)使用，屬于低碳減排的生產(chǎn)工藝，而且得到的高純擬薄水鋁石和氧化鋁物化參數(shù)可以調(diào)節(jié)，完全可以替代sb粉。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明使用純度大于99.5％金屬鋁和高級脂肪醇，100-170℃反應(yīng)2～10h，過濾后得到醇鋁，醇鋁在在減壓或常壓下80-100℃下水解20-120min，老化30-900min，噴霧干燥后得到擬薄水鋁石，500-600度煅燒后得到高純氧化鋁。水解老化后產(chǎn)生的醇和溶劑可以循環(huán)使用，此方法無環(huán)境污染和毒性殘留。

下面用實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的工藝特征。

實(shí)施例1

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁錠，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g三甲苯，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和三甲苯的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至80℃。向釜中滴加溫度為80℃的醇鋁和三甲苯的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和三甲苯的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入90ml去離子水升溫至85℃，老化12小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

實(shí)施例2

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁片，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g三甲苯，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和三甲苯的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至80℃。向釜中滴加溫度為80℃的醇鋁和三甲苯的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和三甲苯的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入180ml去離子水升溫至85℃，老化12小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

實(shí)施例3

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁絲，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g三甲苯，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和三甲苯的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至85℃。向釜中滴加溫度為85℃的醇鋁和三甲苯的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和三甲苯的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入450ml去離子水升溫至90℃，老化10小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

實(shí)施例4

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁片，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g三甲苯，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和三甲苯的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至80℃。向釜中滴加溫度為80℃的醇鋁和三甲苯的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和三甲苯的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入900ml去離子水升溫至85℃，老化6小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

實(shí)施例5

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁錠，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g三甲苯，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和三甲苯的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至80℃。向釜中滴加溫度為80℃的醇鋁和三甲苯的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和三甲苯的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入1800ml去離子水升溫至85℃，老化12小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

實(shí)施例6

在帶冷凝管的5l釜中放入108g鋁錠，200g高級脂肪醇，加熱升溫到110度，產(chǎn)生明顯氣泡后，滴加1136g高級脂肪醇，反應(yīng)結(jié)束后向燒瓶中加入400g溶劑油，升溫至110℃，過濾得到醇鋁和溶劑油的混合物。在釜中加入126ml去離子水，升溫至80℃。向釜中滴加溫度為80℃的醇鋁和溶劑油的混合物，同時(shí)開始攪拌，30min滴加完成。把醇鋁水解產(chǎn)生的脂肪醇和溶劑油的混合物從燒瓶中抽出。釜中再加入2700ml去離子水升溫至85℃，老化12小時(shí)后。蒸出剩余醇和溶劑，噴霧干燥，得到240g擬薄水鋁石。經(jīng)過xrd，差熱和icp-ms分析，證明是高純擬薄水鋁石alooh。得到的擬薄水鋁石500-600度煅燒后得到單一晶相的γ-高純氧化鋁。

附圖說明:以上實(shí)施例得到的擬薄水鋁石和氧化鋁的xrd見附圖.其中圖1是擬薄水鋁石的xrd圖,圖2是氧化鋁的xrd圖。