CN106938851B - 一种高纯拟薄水铝石的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种高纯拟薄水铝石的制备方法，制备步骤为：(1)制备烷氧基铝，(2)过滤，(3)水解反应，(4)分醇，(5)老化蒸醇，(6)过滤，干燥，制得高纯拟薄水铝石。本发明制作的拟薄水铝石产品具有杂质含量低，孔分布集中，产品稳定等优点。制备工艺环保，无三废排放，回收的醇和溶剂经过处理后可以循环使用，得到的产品可广泛应用于催化重整和催化加氢的载体。

Description

一种高纯拟薄水铝石的制备方法
技术领域
本发明属于催化剂材料领域，具体为一种高纯拟薄水铝石的制备方法。
背景技术
拟薄水铝石，也称假一水软铝石，是一类颗粒细小、结晶不完整、具有薄的褶皱片层的一种氢氧化铝，其含水态为触变性凝胶，具有比表面高、孔容大等特点。可用作生产催化剂载体、活性氧化铝的原料，也用作分子筛、硅酸盐耐火材料制品等的成型粘结剂及酒精脱水制乙烯和环氧乙烷的催化剂等。于400-700℃间焙烧的产物γ-Al2O3广泛用作催化剂载体、催化剂和吸附剂等；于1100-1200℃间煅烧可得纳米级γ-Al2O3，广泛用作涂料添加剂、高档陶瓷、石油化工的高效催化剂、亚微米/纳米级研磨材料和抛光材料、化妆品填料和无机膜材料等。
目前国内生产拟薄水铝石的方法主要是碳化法和沉淀法，使用现有的拟薄水铝石生产工艺生产的产品杂质较高，可几孔径不均一、晶相纯度低、产品不稳定。用于催化重整和加氢的高纯拟薄水铝石一直从国外进口，始终没有国产化产品问世。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术的不足，制备出一种杂质含量低、孔分布集中、单一晶相的材料。
为解决以上技术问题，本发明一种高纯拟薄水铝石，采用以下步骤制备：
(1)制备烷氧基铝，
(2)过滤，
(3)水解反应，
(4)分醇，
(5)老化蒸醇，
(6)过滤，干燥得到高纯拟薄水铝石。
步骤(1)为，把金属铝、催化剂和高碳醇或高碳醇与溶剂油的混合物加入四口烧瓶，加热至一定温度开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将剩余醇缓慢滴加到烧瓶中，一定时间后没有气泡生成，反应完成，得到烷氧基铝。其中，高碳醇可以为C4-C8醇中的一种或几种，金属铝为铝锭和/或铝粉；金属铝的纯度在99％以上；高碳醇与金属铝的摩尔比为2-7∶1。催化剂为三氯化铝，三氯化铝与金属铝的摩尔比为0.001-0.05∶1。高碳醇与金属铝反应温度在100-200℃；反应时间2h，反应得到烷氧基铝。
步骤(2)为，往容器内加入溶剂，用以提高过滤速度，溶剂为高沸点溶剂油(沸程140-200)、甲苯、三甲苯中的一种或任意种混合。溶剂与物料烷氧基铝的质量比例是0.1-1∶1。然后升温后过滤，过滤温度为80℃-140℃，滤网目数500-1000。过滤得到烷氧基铝和溶剂的混合物。
步骤(3)为，在空容器内加入去离子水，去离子水的加入量与烷氧基铝的摩尔比是1-3∶1，升温到80度后，开始向去离子水中滴加过滤得到的烷氧基铝和溶剂的混合物，边滴加边搅拌。水解反应的温度为60-100℃，反应时间为20-120min；水解反应生成羟基氧化铝。
步骤(4)为，将水解反应生成的醇和过滤过程中添加的溶剂抽出。它们经处理后可重复使用。
步骤(5)为，在容器中再次加入去离子水，对羟基氧化铝进行老化，加入的去离子水量与烷氧基铝的摩尔比是40-300∶1，老化的温度为60-100℃，时间为30-900min，老化同时蒸馏分出剩余醇和溶剂。
步骤(6)为，对老化的物质进行过滤，滤网目数300-500，滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。过滤后的水经过处理后可以循环使用。
本发明制作的拟薄水铝石产品具有杂质含量低，孔分布集中，晶相单一，产品稳定等优点。制备工艺环保，无三废排放，水解反应中抽出的醇和老化过程中蒸出的醇经过脱水处理后可以循环使用，因此整个过程只消耗金属铝和去离子水，得到的产品可广泛应用于重整催化剂和加氢催化剂载体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的实施方式作进一步描述。
实施例1：
把10克金属铝、0.02克三氯化铝和63克正己醇加入四口烧瓶，加热至110℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将126克正己醇缓慢滴加到烧瓶中。反应结束后向烧瓶中加入99.7克三甲苯，升温至110℃，过滤得到三正己烷氧基铝和三甲苯的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃。向烧瓶中滴加温度为85℃的三正己烷氧基铝和三甲苯的混合物，同时开始搅拌，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的正己醇和三甲苯的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
实施例2：
实施例1中水解完成后抽出的正己醇和三甲苯的混合物经过脱水处理后继续使用。把10克金属铝、0.01克三氯化铝、0.01克正己醇铝和96.7克正己醇和三甲苯的混合物加入四口烧瓶，加热至120℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将剩余的正己醇和三甲苯混合物缓慢滴加到烧瓶中，过滤得到三正己烷氧基铝和三甲苯的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃，开始搅拌。向烧瓶中滴加温度为烷氧基铝和三甲苯的混合物，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的正己醇和三甲苯的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
实施例3：
把10克金属铝、0.02克三氯化铝和45.7克正丁醇加入四口烧瓶，加热至100℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将91.3克正丁醇缓慢滴加到烧瓶中。反应结束后向烧瓶中加入90克200#溶剂油，升温至110℃，过滤得到烷氧基铝和三甲苯的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃，开始搅拌。向烧瓶中滴加烷氧基铝和200#溶剂油的混合物，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的正丁醇和200#溶剂油的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
实施例4：
实施例3中水解完成后抽出的正丁醇和200#溶剂油的混合物经过脱水处理后继续使用。把10克金属铝、0.01克三氯化铝、0.01克正丁醇铝和75.7克正丁醇和溶剂油的混合物加入四口烧瓶，加热至110℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将剩余的正丁醇和200#溶剂油混合物缓慢滴加到烧瓶中，过滤得到烷氧基铝和200#溶剂油的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃，开始搅拌。向烧瓶中滴加烷氧基铝和200#溶剂油的混合物，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的正丁醇和200#溶剂油的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
实施例5：
把10克金属铝、0.02克三氯化铝和80克异辛醇加入四口烧瓶，加热至170℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将160克异辛醇缓慢滴加到烧瓶中。反应结束后向烧瓶中加入125克三甲苯，升温至150℃，过滤得到烷氧基铝和三甲苯的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃，开始搅拌。向烧瓶中滴加烷氧基铝和三甲苯的混合物，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的异辛醇和三甲苯的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
实施例6：
实施例5中水解完成后抽出的异辛醇和三甲苯的混合物经过脱水处理后继续使用。把10克金属铝、0.01克三氯化铝、0.01克正丁醇铝和122克异辛醇和三甲苯的混合物加入四口烧瓶，加热至170℃开始反应，烧瓶中产生大量气泡时将剩余的异辛醇和三甲苯混合物缓慢滴加到烧瓶中，过滤得到烷氧基铝和三甲苯的混合物。在烧瓶中加入30mL去离子水，升温至85℃，开始搅拌。向烧瓶中滴加烷氧基铝和三甲苯的混合物，30min滴加完成。把烷氧基铝水解产生的异辛醇和三甲苯的混合物从烧瓶中抽出。烧瓶中再加入225mL去离子水升温至85℃，老化12小时后过滤。滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。高纯拟薄水铝石杂质含量和孔结构数据参见表1。
表1

Claims (4)

1.一种高纯拟薄水铝石制备方法，其特征在于，制备步骤为：
（1）制备烷氧基铝，（2）过滤，（3）水解，（4）分醇，（5）老化，（6）过滤，干燥，制得高纯拟薄水铝石；步骤（1）为：使用高碳醇与金属铝在催化剂的条件下，反应得到烷氧基铝；高碳醇与金属铝的摩尔比为2-7:1；反应温度在100-200℃；反应时间2h，反应得到烷氧基铝；步骤（2）为：往容器内加入溶剂，用以提高过滤速度；然后升温后过滤，过滤温度为80℃-140℃，过滤得到烷氧基铝和溶剂的混合物；步骤（3）为：在空容器内加入去离子水，去离子水的加入量与烷氧基铝的摩尔比是1-3:1，升温到80度后，滴加烷氧基铝和溶剂的混合物，边滴加边搅拌；水解反应的温度为60-100℃，反应时间为20-120min；水解反应生成羟基烷氧基氧化铝；步骤（4）为：将水解反应生成的醇和过滤过程中添加的溶剂抽出；步骤（5）为：在容器中再次加入去离子水，对羟基烷氧基氧化铝进行老化, 加入的去离子水量与烷氧基铝的摩尔比是40-300:1, 老化的温度为60-100℃，时间为30-900min，老化同时蒸馏分出剩余醇和溶剂；步骤（6）为：对老化的物质进行过滤，滤饼在120℃干燥后粉碎，得到高纯拟薄水铝石。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的高碳醇为C4-C8醇中的一种或几种，金属铝为铝锭和/或铝粉；金属铝的纯度在99%以上。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为三氯化铝，催化剂与金属铝的摩尔比为0.001-0.05:1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂为高沸点溶剂油、甲苯、三甲苯中的一种或任意种混合，溶剂与烷氧基铝的质量比例是0.1-1:1。
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