专利名称：一种耐高温活性氧化铝材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种氧化铝材料，更具体地说涉及一种耐高温活性氧化铝材料。同时，本发明还涉及一种所述耐高温氧化铝材料的制备方法。
背景技术：
近年来，在汽车尾气催化净化、催化燃烧等高温严酷环境中，催化剂载体由于烧结等原因，引起比表面积迅速减少，从而导致催化剂活性下降。因此迫切需要研制和开发在高温下既有较大比表面积而又有良好热稳定性的新型催化材料。活性氧化铝是一种常用的催化剂载体，它在高温下由于烧结和向a-A1203的转变而导致比表面剧烈下降，从而在高温下催化剂活性大幅度降低。故近年来国外对高温下保持高比表面的材料进行了大量的研究。主要利用添加物对高比表面氧化铝进行表面改性，以及在高温下保持高比表面的能力。 法国的F. oudet 等(J. Catalyst，114，112-120 (1998))用 La (N03) 3 浸溃拟薄水铝石后经1150°C煅烧12小时，比表面为63m2/g。荷兰的工.M.Tijburg 等(J. Mater. Sci.，26，6479-6486 (1991))用 3. 5wt % La (N03) 3浸溃拟薄水铝石或Y-A1203后，在1050°C煅烧145小时，比比表面能保持80m2/g ;改用[La(EDTA)] (Ia含量为0. 5% )浸溃后在1050°C煅烧145小时后，比表面还有90m2/g。日本专利(JP03088713)介绍了氧化铝表面浸溃碱土金属盐在1000°C煅烧后，比表面保持100m2/g。欧洲专利(EP222471)介绍了氧化铝表面浸溃Ba盐在1450°C煅烧50小时后，比表面还有10m2/g。法国专利(FP2596397)介绍了氧化铝表面浸溃稀土金属盐后在1150°C煅烧12小时后，比表面保持在50 60m2/g。国内专利(CN1202010C)介绍了氧化铝在La的存在下用溶胶-凝胶法制备后在1000-1100°c的温度下长时间煅烧保持比表面在100m2/g。由此可见，现有技术中的氧化铝材料在高温下的比表面均不是很高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温活性氧化铝材料，该氧化铝材料具有便于批量生产和高比表面等优点。在高温下，即在1000-1100°c的温度下可长时间的保持比表面在110m2/g 以上。本发明的另一目的在于提供一种耐高温活性氧化铝材料的制备方法，用该方法生产的氧化铝材料在高温下仍可长时间保持比表面在IlOmVg以上，并且该方法的工艺过程简单，成本低廉。本发明提供了一种耐高温活性氧化铝材料，该氧化铝可由下述方法制备获得将大孔拟薄水铝石、高粘拟薄水铝石与添加物用水混合后，在转速为100 lOOOr/min下搅拌均匀，再加入浓度为30%的稀硝酸反应，至PH为2. 0 5. 5的胶溶状态时，在80°C 100°C温度搅拌下陈化3 6h，在室温下加入造孔剂搅拌均匀、制浆、喷雾、干燥，在900°C下焙烧制得氧化铝。进一步地，所述的添加物至少选自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸盐中的一种,其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的I 10%。所述的造空剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺或甲基纤维素中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的0 40%。本发明提供了一种耐高温活性氧化铝材料的制备方法，该方法包括如下顺序的步骤(I)将大孔拟薄水铝石、高粘拟薄水铝石与添加物用水混合后，在100 1000r/min下，边搅拌边加入浓度为30%的稀硝酸反应，至PH为2. 0 5. 5胶溶状态时，在80°C 100°C温度搅拌下陈化3 6h，在室温下加入造孔剂搅拌均匀、制浆、喷雾，在80 120°C下干燥，制成粉末；
(2)将粉末放置于马弗炉中通入空气在450°C分解，在600°C氧化铝晶相成形，在900°C稳定氧化铝结构；(3)将步骤(2)中所得产品用坩埚盛放置于高温箱式炉中，通入干燥空气，在1000°C下煅烧5小时，即得耐高温活性氧化铝材料。进一步地，所述的添加物至少选自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸盐中的一种,其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的I 10%。所述的造空剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺或甲基纤维素中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的0 40%。为使本领域技术人员进一步清楚本发明，通过下面给出的本发明的具体实施例，并结合附图详细描述本发明制备的耐高温活性氧化铝材料及其制备方法。
图I是实施例I中的煅烧后的产品XRD分析为5相。图2是实施例2中的煅烧后的产品XRD分析为5相。图3是实施例3中的煅烧后的产品XRD分析为5相。图4是实施例4中的煅烧后的产品XRD分析为S相。图5是实施例5中的煅烧后的产品XRD分析为5相。图6是实施例6中的煅烧后的产品XRD分析为5相。
具体实施例方式实施例I(I)将69. 64g大孔拟薄水铝石、69. 64g高粘拟薄水铝石和6. 76g硝酸镧在水中混合均匀，在500r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 4. 0呈胶溶状态，在90°C下，不断搅拌陈化5h，在室温下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇40g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在90°C下干燥。(2)将粉末放置于马弗炉中通入空气在450°C下分解；在600°C下氧化铝晶相成形；在900°C稳定氧化铝结构。(3)将产品用坩埚盛放放置于高温箱式炉中并通入干燥空气；在1000°C下煅烧5小时后得产品。
(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图1，经表面分析仪测得比表面为117. 61m2/g。实施例2(I)将67. 85g大孔拟薄水铝石、67. 85g高粘拟薄水铝石和12. 82g硝酸铈在水中混合均匀，在100r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 5呈胶溶状态，在95°C下，不断搅拌陈化4. 5h，在室温下加入聚乙烯醇溶液(含聚乙烯醇20g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在90° C下干燥。(2)同实施例I之(2)(3)同实施例I之(3)(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图2，经表面分析仪测得比表面为111. 23m2/g。实施例3(I)将68. 57g大孔拟薄水铝石、68. 57g高粘拟薄水铝石和13. 93g硝酸锆在水中混合均匀，在650r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 9呈胶溶状态，在95°C下，不断搅拌陈化5h，在室温下加入甲基纤维素溶液(含甲基纤维素35g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在100°C下干燥。(2)同实施例I之(2)(3)同实施例I之(3)(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图3，经表面分析仪测得比表面为112. 55m2/g。实施例4(I)将69. 64g大孔拟薄水铝石、69. 64g高粘拟薄水铝石和12. 78g硝酸钙在水中混合均匀，在900r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 5. O呈胶溶状态，在90°C下，不断搅拌陈化4. 5h，在室温下加入聚丙烯酰胺溶液(含聚丙烯酰胺35g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在95°C下干燥。(2)同实施例I之(2)(3)同实施例I之(3)(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图4，经表面分析仪测得比表面为116. 53m2/g。实施例5(I)将67. 14g大孔拟薄水铝石、67. 14g高粘拟薄水铝石和10. 28g硝酸钡在水中混合均匀，在700r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 4. 2呈胶溶状态，在95°C下，不断搅拌陈化3. 5h，在室温下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇35g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在95°C下干燥。(2)同实施例I之(2)(3)同实施例I之(3)(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图5，经表面分析仪测得比表面为119. 14m2/g。实施例6(I)将66. 43g大孔拟薄水铝石、66. 43g高粘拟薄水铝石和14. 36g硝酸锶在水中混合均匀，在1000r/min搅拌下慢慢滴加30%的硝酸溶液至PH = 3. 5呈胶溶状态，在85°C下，不断搅拌陈化5h，在室温下加入聚乙二醇溶液(含聚乙二醇40g)搅拌均匀制浆，然后喷雾、在95°C下干燥。(2)同实施例I之(2)
(3)同实施例I之(3)(4)煅烧后的产品XRD分析为5相见图6，经表面分析仪测得比表面为116. 47m2/g。 ·
权利要求
1.一种耐高温活性氧化铝材料，该氧化铝材料可由下述方法制备获得将大孔拟薄水铝石、高粘拟薄水铝石与添加物用水混合后，在转速为100 lOOOr/min下搅拌均匀，再加入浓度为30%的稀硝酸反应，至PH为2. 0 5. 5的胶溶状态时，在80°C 100°C温度搅拌下陈化3 6h，在室温下加入造孔剂搅拌均匀、制浆、喷雾、干燥，在900°C下焙烧制得氧化招。
2.根据权利要求I所述的耐高温活性氧化铝的制备方法，其中所述的添加物至少选自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸盐中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的I 10%。
3.根据权利要求I所述的耐高温活性氧化铝的制备方法，其中所述的造空剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺或甲基纤维素中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的0 40%。
4.一种耐高温活性氧化铝材料的制备方法，该方法包括如下顺序的步骤 (1)将大孔拟薄水铝石、高粘拟薄水铝石与添加物用水混合后，在100 lOOOr/min下，边搅拌边加入浓度为30%的稀硝酸反应，至PH为2. 0 5. 5胶溶状态时，在80°C 100°C温度搅拌下陈化3 6h，在室温下加入造孔剂搅拌均匀、制浆、喷雾，在80 120°C下干燥，制成粉末； (2)将粉末放置于马弗炉中通入空气在450°C分解，在600°C氧化铝晶相成形，在900°C稳定氧化铝结构； (3)将步骤(2)中所得产品用坩埚盛放置于高温箱式炉中，通入干燥空气，在1000°C下煅烧5小时，即得耐高温活性氧化铝材料。
5.根据权利要求4所述的耐高温活性氧化铝的制备方法，其中所述的添加物至少选自La、Ce、Zr、Ca、Ba或Sr的硝酸盐中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的I 10%。
6.根据权利要求4所述的耐高温活性氧化铝的制备方法，其中所述的造空剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺或甲基纤维素中的一种，其用量为氧化铝材料中氧化物总重量的0 40%。
全文摘要
本发明提供一种耐高温活性氧化铝材料及其制备方法，所述的氧化铝材料由以下步骤制得将大孔拟薄水铝石、高粘拟薄水铝石与添加物用水混合后，在转速为100～1000r/min下搅拌均匀，再加入浓度为30％的稀硝酸反应，至pH为2.0～5.5的胶溶状态时，在80℃～100℃温度搅拌下陈化3～6h，在室温下加入造孔剂搅拌均匀、制浆、喷雾、干燥，在900℃下焙烧制得氧化铝。该氧化铝材料具有便于批量生产和高比表面等优点。在1000-1100℃的温度下可长时间的保持比表面在110m2/g以上；该氧化铝材料制备方法的工艺过程简单，成本低廉。
文档编号C01F7/30GK102745729SQ201110410339
公开日2012年10月24日 申请日期2011年12月1日 优先权日2011年10月26日
发明者林* 申请人:台州欧信环保净化器有限公司