CN102050476A - 一种纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备方法 - Google Patents
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Abstract
纤维状拟薄水铝石的制备方法，其中，该方法包括下述步骤：(1)在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，并进行固液分离，得到固体产物；(2)将步骤(1)得到的固体产物进行水热处理，再次进行固液分离，得到固体产物；(3)将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液；(4)将步骤(3)得到的悬浮液过滤、干燥。本发明还提供了由所述拟薄水铝石制备活性氧化铝的方法。采用本发明的方法能够得到具有较大孔容、较高比表面积和较高纯度的拟薄水铝石和活性氧化铝，且其性质更加均一、稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备方法。
背景技术
活性氧化铝一般指γ-Al2O3，活性氧化铝有比较高的比表面积、吸附性能、表面化学特性、一定的孔隙率和孔径分布，常用于炼油、石油化工和化肥工业中的催化剂及载体。而且颗粒越纯越细，用途越广，价格越高，超细活性氧化铝往往具有比一般氧化铝高得多的活性。γ-Al2O3通常由拟薄水铝石在高温下脱水制得。
目前，国内主要采用工业氢氧化铝经酸溶后用氨水或其它碱再沉淀的工艺路线来制备氢氧化铝，并经过焙烧后得到活性氧化铝。这种方法生产工艺复杂、需防腐蚀设备和消耗昂贵的化工原料。如CN1420082A公开了一种采用鼓泡法制备活性氧化铝的方法，该方法可以得到孔体积在0.7-1ml/g、比表面为265-305m2/g的活性氧化铝，但该方法采用的鼓泡塔反应容器体积大，所占空间大，且碳化时间长。此外，由该方法制备得到的活性氧化铝的孔容和比表面积等性质不均一、不稳定，且纯度较低。又如CN1258639A公开了一种超细氢氧化铝的制备方法，该方法为在旋转填料床超重力场条件下，将含二氧化碳的气体和含铝酸钠的水溶液进行碳分反应，并将反应产物进行水热处理，采用该方法制备可以制得平均颗粒直径为1-5纳米，长径比为5-100的纤维状氢氧化铝颗粒。该方法的主要特点是使用碳化反应器，该碳化反应器为旋转填充床RPB，其反应物系在旋转填充床RPB中反应生成超细颗粒，致使装置很快被堵塞。故RPB装置对于具有超细颗粒的体系来说尚存在易于堵塞的缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服采用现有技术制得的拟薄水铝石以及活性氧化铝的孔容和比表面积等性质不稳定的缺陷，提供一种同时具有较大孔容、较高比表面积和较高纯度，且性质均一、稳定的纤维状拟薄水铝石和活性氧化铝的制备方法。
本发明提供了一种纤维状拟薄水铝石的制备方法，其中，该方法包括下述步骤：
(1)在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，并进行固液分离，得到固体产物；
(2)将步骤(1)得到的固体产物进行水热处理，再次进行固液分离，得到固体产物；
(3)将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液；
(4)将步骤(3)得到的悬浮液过滤、干燥。
本发明还提供了一种纤维状活性氧化铝的制备方法，该方法包括焙烧拟薄水铝石，其中，所述拟薄水铝石由本发明提供的方法制备得到。
采用本发明的方法解决了由现有方法制备得到的拟薄水铝石和活性氧化铝的孔容和比表面积等性质不稳定的缺陷，可以制备得到同时具有较大孔容、较高比表面积和较高纯度的纤维状拟薄水铝石和活性氧化铝，且其性质更加均一、稳定。
附图说明
图1为螺旋通道型旋转床RBHC超重力反应器结构图；
图2为按照本发明实施例9的方法得到的拟薄水铝石的XRD谱图；
图3为按照本发明实施例9的方法将拟薄水铝石焙烧后得到的γ-Al2O3粉体的XRD图；
图4-6为按照本发明实施例10、实施例12和实施例15的方法得到的拟薄水铝石的电镜TEM照片。
具体实施方式
按照本发明，所述纤维状拟薄水铝石的方法包括下述步骤：
(1)在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，并进行固液分离，得到固体产物；
(2)将步骤(1)得到的固体产物进行水热处理，再次进行固液分离，得到固体产物；
(3)将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液；
(4)将步骤(3)得到的悬浮液过滤、干燥。
按照本发明，在步骤(3)中，将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液的方法可以为各种方法，优选情况下，将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液的方法包括将该固体产物与第一有机溶剂加热回流。所述将该固体产物与第一有机溶剂加热回流的条件只要满足使所述固体产物与第一有机溶剂形成悬浮液即可，优选情况下，所述加热回流的时间可以为15分钟-3小时，优选为30分钟-1小时；所述固体产物与第一有机溶剂的体积比可以为1∶2-1∶4。
按照本发明，优选情况下，将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液之前，该方法还包括用水和/或第二有机溶剂洗涤该固体产物的步骤，水洗的条件只要满足可以尽可能地除去残留在固体产物上的铝酸盐中的金属离子即可；一般情况下，水和/或第二有机溶剂的用量与固体产物的体积比可以为2-5，洗涤的次数一般为3-5次。
其中，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂的种类的可选择范围较宽，且，所述第一有机溶剂可以相同也可以不同，可以分别独立地选自乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇中的一种或几种。
所述超重力条件是指离心力场产生的离心加速度远远大于常规重力加速度，可用超重力水平表示(旋转速度2×旋转半径/重力加速度)。
理论分析表明，在微重力条件下，由于g→0，两相接触过程的动力因素即浮力因子Δ(ρg)→0，两相不会因为密度差而产生相间流动。而分子间力，如表面张力将会起主导作用，液体团聚，不得伸展，相间传递失去两相充分接触的前提条件，从而导致相间质量传递效果很差，分离无法进行。反之，如果“g”越大，Δ(ρg)越大，流体相对滑动速度也越大。巨大的剪切应力克服了表面张力，可使液体伸展出巨大的相际接触界面，从而极大地强化该碳化反应-传质过程，还可在超重力条件使反应物料达到分子尺度的微观混合均匀。
按照本发明，在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应的方法可以在各种超重力反应器中进行。
超重力机的工作原理为：气相经气体进口管由切向引入转子外腔，在气体压力的作用下由转子外缘处进入填料。液体由液体进口管引入转子内腔，经喷头淋洒在转子内缘上。进入转子的液体受到转子内填料的作用，周向速度增加，所产生的离心力将其推向转子外缘。在此过程中，液体被填料分散、破碎形成极大的、不断更新的表面积，曲折的流道加剧了液体表面的更新。这样，在转子内部形成了极好的传质与反应条件。液体被转子抛到外壳汇集后经液体出口管离开超重机。气体自转子中心离开转子，由气体出口管引出，完成传质与反应过程。
按照本发明，在步骤(1)中，所述在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应是指，铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体的接触反应是在超重力场作用下进行的，所述超重力场由超重力反应器产生，超重力水平的大小一般与反应器转子转速和转子半径有关，一般情况下，形成超重力场的超重力反应器的转子转速可以为200-3000rpm，优选为500-1500rpm；转子直径的可选择范围较宽，本领域技术人员可以根据实际需要而选择适合的转子直径；一般转子直径可以为200-1500毫米。
按照本发明，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应的条件可以包括接触反应的温度和接触反应的时间，所述接触反应的温度可以为0-50℃，优选为15-35℃；所述接触反应的时间的可选择范围较宽，优选只要保证反应终点，反应产物的pH值为10-11即可；气液体积比可以为1-10，优选为2-5；所述含有二氧化碳的气体中二氧化碳的体积浓度可以为50-99.5％，优选为70-99％；所述铝酸盐的水溶液的浓度可以为0.01-1摩尔/升，优选为0.1-0.5摩尔/升；所述铝酸盐可以为各种可与水形成水溶液的物质，例如，可以选自常用的铝酸钠和/或铝酸钾，也可以将苛性比为1.1-1.5的氢氧化钠或氢氧化钾与Al(OH)3混合反应、并用水稀释得到。
按照本发明，优选情况下，可以采用旋转填充床RPB、螺旋通道型旋转床RBHC超重力反应器等超重力反应器来实现本发明。采用螺旋通道型旋转床RBHC超重力反应器与传统的搅拌釜相比，极大地提高了CO2气体吸收率，缩短了碳化时间达50％甚至更多，生产效率更高，且所述螺旋通道型旋转床RBHC超重力反应器设备体积小、操作强度低、体积传质系数大，且不易堵塞的优点。更重要的是，采用超重力RBHC反应器将偏铝酸盐的水溶液或铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触进行碳化反应，能对工艺参数进行合理调整、控制并更有利于制备出粒径均匀、质量好的纳米纤维状的拟薄水铝石，进一步保证由该纳米纤维状的拟薄水铝烧结得到的活性氧化铝具有更高的比表面积大、更大的孔容且性质均一、稳定。
按照本发明，优选情况下，该方法还可以包括在步骤(1)中的将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应之前或同时将铝酸盐的水溶液与表面分散剂接触，以防止团聚。所述表面分散剂可以选自本领域技术人员公知的各种常规的表面分散剂，例如，可以选自聚乙二醇以及吐温系列表面分散剂中的一种或几种；所述表面分散剂的加入量的可调节范围较宽，优选情况下，所述表面分散剂的加入量为使铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体的混合物中表面分散剂的浓度为0.5-2重量％即可。
所述将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应的方式可以为各种方式，为了便于反应的控制，按照本发明的一种优选的实施方式，所述接触可以在超重力RBHC反应器中进行，例如，如图1所示，将CO2气体与铝酸盐和/或偏铝酸钠水溶液分别由进气口3、进气口9和进液管口8通入旋转床中，在反应器4转子5的螺旋通道中CO2气体与铝酸盐和/或偏铝酸钠溶液在旋转着的螺旋通道内逆向接触进行气-液-固多相的传质-反应过程，即碳化反应，未反应完全的乳浊液由旋转床底部出料口14、出料口16排出，从排料口排出的乳浊液，经循环槽13从液体进料口8返回到旋转床，不断地通过泵循环与CO2在旋转床内继续进行碳化反应，直至乳浊液的pH值为10-11，表明碳化反应完全。优选在CO2气体与铝酸盐和/或偏铝酸钠溶液接触之前、同时和之后添加表面分散剂，生成纳米级氢氧化铝超细颗粒，未反应气体从螺旋通道的中央向废气排出口7经阀6排出；控制转子5的旋转速度为200-3000rpm，优选为500-1500rpm；控制整个反应温度在0-50℃，优选为15-35℃。
按照本发明，在步骤(2)中，所述水热处理的条件可以为常规的条件，例如，可以包括水热处理的温度和水热处理的时间，所述水热处理的温度可以为50-100℃，优选为75-100℃；所述水热处理的时间可以为0.5-60小时，优选为1-10小时。
按照本发明，优选情况下，在进行水热处理之前，该方法还包括将经过步骤(1)固液分离后的固体产物进行洗涤的步骤，所述洗涤可以采用各种方式，例如，水洗，水洗的条件和方法为本领域技术人员所公知。
按照本发明，在步骤(4)中，所述干燥的方法和条件可以按照常规的方法和条件进行，例如，干燥的温度可以为80-120℃，干燥的时间可以为2-12小时。
按照本发明，所述将拟薄水铝石焙烧得到活性氧化铝的方法和条件可以按照常规的方法和条件进行，例如，焙烧的温度可以为450-700℃，优选为500-600℃；焙烧的时间可以为1-5小时，优选为2-3小时。
下面将通过实施例对本发明进行进一步的详细说明。
下述实施例1-18以及对比例1-4得到的产品的性能测试按照有关国家标准进行，具体为：
采用美国Micro meritics公司物理化学吸附仪ASAP2400测定比表面和孔容(孔容和比表面积采用BET方法测定)。拟薄水铝石产品中的Na2O的重量百分含量以及三水铝石的重量百分含量的测定方法为火焰光度法和X射线衍射法；平均孔径测定方法为低温氮吸附法。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
在如图1所示的螺旋通道型旋转床超重力反应器中将偏铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，转子直径Φ300毫米。
将0.4mol/L的偏铝酸钠溶液置于循环槽13中，偏铝酸钠溶液通过水泵12、阀11、流体流量计10从螺旋通道型旋转床RBHC反应器4的进液口8，经分布器15，进入转子5的螺旋通道内；将含有CO2的空气(CO2的体积浓度为≥99％)从钢瓶气源减压后，经气阀1、气体流量计2从进气口3和进气口9从螺旋通道外侧通入旋转床RBHC的转子5的螺旋通道内，控制转子5旋转速度为1200rpm，气液体积流量比为3，使体积浓度为≥99％的CO2气体与偏铝酸钠溶液在旋转着的螺旋通道内逆向接触进行碳化反应，碳化反应过程中向反应体系中加入表面分散剂聚乙二醇200(所述表面分散剂的加入量使之在反应体系中的浓度为1重量％)，生成纳米级氢氧化铝超细颗粒，未反应气体从螺旋通道的中央向废气排出口7经阀6排出；未反应完全的液体由旋转床排料口14、排料口16进入循环槽13，不断地通过泵循环与体积浓度为≥99％的CO2气体在旋转床内发生反应，控制反应温度在30℃，生成的凝胶的pH值为10.5，碳化分解完全，凝胶经过滤、水洗后，将固体产物置于97℃的水浴中进行水热处理0.5小时，经过滤、乙醇洗涤后，将该固体产物与体积比为固体产物2倍乙醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的乙醇悬浮液，过滤洗涤，在80℃下干燥6小时，得到固体粉末为拟薄水铝石(平均孔径28.4纳米)，并在500℃下焙烧6小时后，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.2摩尔/升，CO2的体积浓度为≥90％，转子5的转速为1000rpm，水热处理时间为4小时。所得拟薄水铝石产品(平均孔径23.8纳米)性能见表1。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.5摩尔/升，CO2的体积浓度为≥95％，控制气液体积流量比为4，水热处理时间为4小时。所得拟薄水铝石产品(平均孔径24.8纳米)性能见表1。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，焙烧稳定为500℃，焙烧时间为5小时。所得γ-Al2O3产品(平均孔径21.2纳米)性能见表1。
实施例5
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，将经过滤、异丁醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物4倍乙醇混合，乙醇为使用后的多次循环使用的乙醇，进行加热回流1小时后得到该固体产物的乙醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例6
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，不加入表面分散剂聚乙二醇200。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例7
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，将经过滤、异丁醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物2倍的异丁醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的异丁醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例8
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，将经过滤、异丁醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物3倍的异丁醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的异丁醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例9
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在如图1所示的螺旋通道型旋转床超重力反应器将偏铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，转子直径Φ450毫米。偏铝酸钠溶液浓度为0.3mol/L，表面分散剂为聚乙二醇400(所述表面分散剂的加入量使之在反应体系中的浓度为2重量％)，控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为800rpm，气液体积比为0.75，控制反应温度在25℃，生成的凝胶的pH值为10.5，水热处理温度为95℃，时间为40分钟；在进行水热处理后，将经过滤、乙醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物2倍的乙醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的乙醇悬浮液。过滤后干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为6小时；得到固体粉末为拟薄水铝石，并在550℃下焙烧时间为2.5小时，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例10
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.124mol/L；气液体积比为1。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.12％，三水铝石的重量百分含量为3.55％)。
实施例11
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.203mol/L；气液体积比为1.5。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.31％，三水铝石的重量百分含量为3.73％)。
实施例12
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.153mol/L；控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为1300rpm，气液体积比为1。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.07％，三水铝石的重量百分含量为2.02％)。
实施例13
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为1500rpm。在进行水热处理后，将经过滤、乙醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物3倍的乙醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的乙醇悬浮液；过滤后干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为5小时。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
实施例14
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠溶液浓度为0.153mol/L；表面分散剂为聚乙二醇400(所述表面分散剂的加入量使之在反应体系中的浓度为0.54重量％)，控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为1000rpm，气液体积比为1.2。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.26％，三水铝石的重量百分含量为1.81％)。
实施例15
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，偏铝酸钠水溶液的浓度为0.153mol/L；表面分散剂为聚乙二醇400(所述表面分散剂的加入量使之在反应体系中的浓度为0.54重量％)，控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为1000rpm，气液比为1.2；过滤后干燥，干燥温度为90℃，干燥时间为10小时。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.08％，三水铝石的重量百分含量为2.26％)。
实施例16
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在如图1所示的螺旋通道型旋转床超重力反应器将偏铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，转子直径Φ1020毫米。控制旋转床超重力反应器4转子5的转速为930rpm。偏铝酸钠溶液浓度为0.1mol/L；表面分散剂为聚乙二醇400(所述表面分散剂的加入量使之在反应体系中的浓度为1.2重量％)，控制反应温度在20℃，生成的凝胶的pH值为11，碳化分解完全，水热处理温度为95℃，水热处理时间为40分钟。在进行水热处理后，将经过滤、异丁醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物2倍异丁醇混合，进行加热回流45分钟后得到该固体产物的异丁醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.2％，三水铝石的重量百分含量为1.4％)。
实施例17
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例16的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，将经过滤、异丁醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物2.5倍丙醇混合，进行加热回流30分钟后得到该固体产物的丙醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.03％，三水铝石的重量百分含量为1.26％)。
实施例18
本实施例用于说明本发明提供的纤维状拟薄水铝石及活性氧化铝的制备。
按照实施例16的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，将经过滤、乙醇洗涤后的固体产物与体积比为固体产物3倍异丁醇混合，进行共沸精馏40分钟得到该固体产物的异丁醇悬浮液。所得拟薄水铝石产品性能见表1(拟薄水铝石产品中Na2O的重量百分含量为0.03％，三水铝石的重量百分含量为1.94％)。
对比例1
本对比例用于说明制备拟薄水铝石及活性氧化铝的参比方法。
按照实施例1的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，进行固液分离，将得到的固体产物在常温(25℃)进行水洗，并用乙醇洗涤，在80℃下干燥12小时，得到固体粉末为拟薄水铝石，并在500℃下焙烧6小时后，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
对比例2
本对比例用于说明制备拟薄水铝石及活性氧化铝的参比方法。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，进行固液分离，将得到的固体产物在常温(25℃)进行水洗，并用乙醇洗涤，在90℃下干燥12小时，得到固体粉末为拟薄水铝石，并在550℃下焙烧时间为2.5小时，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
对比例3
本对比例用于说明制备拟薄水铝石及活性氧化铝的参比方法。
按照实施例9的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，进行固液分离，将得到的固体产物在常温(25℃)进行水洗，并用异丁醇洗涤，在90℃下干燥12小时，得到固体粉末为拟薄水铝石，并在550℃下焙烧时间为2.5小时，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
对比例4
本对比例用于说明制备拟薄水铝石及活性氧化铝的参比方法。
按照实施例16的方法制备活性氧化铝，不同的是，在进行水热处理后，进行固液分离，将得到的固体产物在常温(25℃)进行水洗，并用异丁醇洗涤，在90℃下干燥12小时，得到固体粉末为拟薄水铝石，并在550℃下焙烧时间为2.5小时，得到活性氧化铝粉末。所得拟薄水铝石产品性能见表1。
表1
从表1中的结果可以看出，采用本发明的方法制备得到的纤维状活性氧化铝的前驱体拟薄水铝石同时具有较大的孔容和较高的比表面积，因而，前驱体拟薄水铝石经过焙烧即可制取γ-Al2O3即活性氧化铝，保证活性氧化铝具有较大孔容和较高比表面积，且其性质更加均一、稳定。此外，由实施例10-12以及实施例14-18中的数据可以看出，在得到的拟薄水铝石产品中，三水铝石的含量最高仅为3.7重量％，说明采用本发明的方法制备得到的拟薄水铝石的纯度较高。
Claims (15)
1.一种纤维状拟薄水铝石的制备方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
(1)在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应，并进行固液分离，得到固体产物；
(2)将步骤(1)得到的固体产物进行水热处理，再次进行固液分离，得到固体产物；
(3)将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液；
(4)将步骤(3)得到的悬浮液过滤、干燥。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液的方法包括将该固体产物与第一有机溶剂加热回流。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加热回流的时间为15分钟-3小时。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述固体产物与第一有机溶剂的体积比为1∶2-1∶4。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，将步骤(2)得到的固体产物与第一有机溶剂混合形成悬浮液之前，该方法还包括用水和/或第二有机溶剂洗涤该固体产物的步骤，水洗的条件使尽可能地除去残留在固体产物上的铝酸盐中的金属离子。
6.根据权利要求1、2或5所述的方法，其中，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂分别独立地选自乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇和叔丁醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述在超重力条件下，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应是指，铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体的接触反应是在超重力场作用下进行的，所述超重力场由超重力反应器产生，形成超重力场的超重力反应器的转子转速为200-3000rpm。
8.根据权利要求1或7所述的方法，其中，在步骤(1)中，将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应的条件包括接触反应的温度为0-50℃，接触反应的时间使反应终点pH为10-11；气液体积比为1-10。
9.根据权利要求1或7所述的方法，其中，在步骤(1)中，含有二氧化碳的气体中二氧化碳的体积浓度为50-99.5％；铝酸盐的水溶液的浓度为0.01-1摩尔/升。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，水热处理的条件包括水热处理的温度为50-100℃，水热处理的时间为0.5-60小时。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，干燥的温度为80-120℃，干燥的时间为2-12小时。
12.根据权利要求1或7所述的方法，其中，该方法还包括在步骤(1)中的将铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体接触反应之前或同时将铝酸盐的水溶液与表面分散剂接触。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述表面分散剂选自聚乙二醇以及吐温系列表面分散剂中的一种或几种；所述表面分散剂的加入量为使铝酸盐的水溶液与含有二氧化碳的气体的混合物中表面分散剂的浓度为0.5-2重量％。
14.一种纤维状活性氧化铝的制备方法，该方法包括焙烧拟薄水铝石，其特征在于，所述拟薄水铝石为由权利要求1-13中的任意一项所述的方法制备得到。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，焙烧的温度为450-700℃，焙烧的时间为1-5小时。
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