本發(fā)明涉及無機化學材料的制備方法，特別涉及一種催化劑載體用材料及各種助催化材料的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著霧霾問題不斷被人關(guān)注，環(huán)境污染的治理已顯得越來越重要。環(huán)境污染包括很多方面，如化石能源的燃燒利用、石油加工、化工生產(chǎn)等的廢氣廢水廢渣的三廢排放。為了開發(fā)先進的三廢處理催化技術(shù)以降低環(huán)境污染，為了研發(fā)綠色環(huán)保并且活性更好的化工催化工藝，這些都對新型催化技術(shù)新型催化劑及其載體提出了重大的科研課題。
CN101890376B公開了一種鈦硅復合氧化物載體及其制備方法。該載體是采用超增溶膠團法制備的氫氧化鈦-氫氧化硅凝膠為原料，該凝膠中含有表面活性劑和烴類組分，經(jīng)成型和焙燒后，使聚合的氫氧化鈦和氫氧化硅脫出水分后形成的納米氧化鈦和氧化硅粒子仍具有棒狀的基本結(jié)構(gòu)，而且無序堆積成框架結(jié)構(gòu)。但該制備方法中的鈦源及有機硅源均采用醇溶液的形式添加到體系中，制備過程中添加了多種粘結(jié)劑、膠溶劑、助溶劑等，制備過程復雜，難以工業(yè)化放大。
CN103861574A公開了一種鈦硅復合氧化物的制備方法，特征在于以無機的鈦源、硅源為原料，采用溶膠凝膠法，經(jīng)過中和、老化、洗滌、焙燒等步驟得到鈦硅復合氧化物。但該制備方法中仍需要使用有機表面活性劑，增加了廢水處理的難度，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種鈦硅復合氧化物的制備方法。該方法制備過程簡單，成本低廉，不使用有機表面活性劑，改進了煅燒工藝，得到一種性能優(yōu)良的催化劑及載體材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
經(jīng)過洗滌合格的偏鈦酸，調(diào)節(jié)濃度至200±20g/L，用質(zhì)量濃度20±2％氨水中和，中和后pH達到8-9，中和過程保持1小時，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的分析純硅溶膠或純度＞99％的超細二氧化硅。加入后導入另一反應罐，邊攪拌邊升溫。攪拌保持1h，升溫至90℃，保溫1h熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為2.5-3t/h，連續(xù)回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在370-380℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在620-650℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣的氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為10-12h。物料經(jīng)過連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。
經(jīng)檢測，產(chǎn)品晶體粒徑達到14-16nm，其它技術(shù)指標為：
TiO2 94±0.7％；
比表面積 80-100m2/g；
揮發(fā)份(105℃，2h)≤2％；
灼燒損失(105℃2h烘干后樣品600℃灼燒1h)≤5％；
水懸浮液pH值 1.2-3.0；
吸水量(30-35g/50g)45μm；
篩余物≤0.04％；
SiO2 0.8-1.2％；
Fe2O3≤0.010％；
SO42- 1.5-3.5％；
(K2O+Na2O)≤0.01％；
團聚粒徑D50為0.8-1.2μm；
團聚粒徑D90≤10μm。
技術(shù)效果
由本發(fā)明的制造方法得到的產(chǎn)品具有以下優(yōu)點：
1、嚴格控制偏鈦酸的濃度在200±20g/L，使用氨水中和pH值到8-9，采用低濃度偏鈦酸漿液且不使用有機表面活性劑，使得偏鈦酸分散得更加均勻，分散性能提高；
2、采用連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒有利于二氧化鈦和二氧化硅的結(jié)合以及控制晶體尺寸和晶體的粒徑分布；
3、產(chǎn)品晶體粒徑達到14-16nm，分散均勻，粘度降低，流動性好，保水性好，制造的催化劑容易成型，且成品率高、強度高、活性高、質(zhì)量穩(wěn)定，在320-400℃高溫條件催化下活性穩(wěn)定，使用壽命長。
具體實施方式
實施例1
經(jīng)過洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至220g/L，用質(zhì)量濃度22％氨水中和，中和后達到pH 9，中和過程保持1h，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的分析純硅溶膠，加入后導入另一反應罐，進行邊攪拌邊升溫，攪拌保持1h，升溫至90℃，保溫1h熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為3t/h，連續(xù)回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在380℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在650℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣的氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為12h。物料經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。
實施例2
過洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至200g/L，用質(zhì)量濃度20％氨水中和中和后達到pH 8.5，中和過程保持1h，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的分析純硅溶膠，加入后導入另一反應罐，進行邊攪拌邊升溫，攪拌保持1h，升溫至90℃，保溫1h熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為2.7t/h，連續(xù)回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在375℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在635℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣的氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為11h。物料經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。
實施例3
過洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至180g/L，用質(zhì)量濃度18％氨水中和，中和后達到pH 8，中和過程保持1h，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的純度＞99％的超細二氧化硅，加入后導入另一反應罐，進行邊攪拌邊升溫，攪拌保持1h，升溫至90℃，保溫1h熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為2.5t/h，回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在370℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在620℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣的氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為10h。物料經(jīng)過連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。
實施例4
過洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至190g/L，用質(zhì)量濃度19％氨水中和，中和后達到pH 8.2，中和過程保持1h，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的純度＞99％的超細二氧化硅，加入后導入另一反應罐，進行邊攪拌邊升溫，攪拌保持1小時，升溫至90℃，保溫1小時熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為2.6t/h，連續(xù)回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在372℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在630℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣的氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為11h。物料經(jīng)過連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。
實施例5
過洗滌合格的偏鈦酸，濃度調(diào)至210g/L，用質(zhì)量濃度21％氨水中和，中和后達到pH 8.7，中和過程保持1h，循環(huán)泵強制循環(huán)攪拌。
中和完成后，邊攪拌邊添加成品質(zhì)量總含量5％的純度＞99％的超細二氧化硅，加入后導入另一反應罐，進行邊攪拌邊升溫，攪拌保持1h，升溫至90℃，保溫1h熟化。然后經(jīng)過壓濾機壓干，控制濾餅含水量為45-55％。
脫餅后，濾餅經(jīng)過破碎，進入連續(xù)回轉(zhuǎn)窯烘干、煅燒，回轉(zhuǎn)窯直徑*高＝2.8m*55m，保持進料速度為2.8t/h，連續(xù)回轉(zhuǎn)窯窯尾溫度控制在377℃，窯頭溫度控制在540℃，高溫區(qū)溫度控制在640℃。連續(xù)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈氧化氣氛，窯尾尾氣氧氣含量＞12％，整個物料在窯內(nèi)停留時間為12h。物料經(jīng)過連續(xù)回轉(zhuǎn)窯煅燒后出料、冷卻，輸送至料倉后，經(jīng)過微米粉碎機粉碎即得成品鈦硅粉。