活性氧化铝及其前驱体的性质及应用

对活性氧化铝及其前驱体拟薄水铝石的结构、物理化学性质及其在催化裂化催化剂中的应用进行了综述。分析了活性氧化铝2种前驱体拟薄水铝石和薄水铝石在晶体及性质上的差异,指出二者焙烧产物在充分水合条件下生成薄水铝石。     

薄水铝石与拟薄水铝石差异的研究

用ＸＲＤ,ＦＴ－Ｒａｍａｎ,＾２７ＡｌＭＡＳＮＭＲ方法考察了不同晶粒度拟薄水铝石和薄水铝石样品,结果表明,从拟薄水铝石到薄水铝石的演变不仅仅是晶粒大小的变化,同时还伴着随结晶的完整性和有序度逐渐提高,以及六配位铝离子数量逐渐减少了的过程,提出以晶粒大小为主区辊薄水铝石和心薄水铝石的方法,平均晶粒度１０ｎｍ以下视为拟薄水铝石,５０ｎｍ以上视为薄水铝石,１０至５０ｎｍ视为中间产物,薄水铝脱水后不能转化     

氧化铝的水热化学研究：I.拟薄水铝石脱水产物的再水合现象

采用ＸＲＤ方法，研究了拟薄水铝石三种典型脱水产物γ、δ－和θ－Ａｌ２Ｏ３在１７０℃水热及自身压力条件下的晶相变化情况。结果表明，这三种氧化铝都发生了再水合现象，最终产物都是薄水铝石。对部分再水合样品的晶相分析表明，氧化铝直接水合成水合产物，再水合过程不是原水合氧化铝脱水过程的逆过程。     

异丙醇铝制备拟薄水铝石和氧化铝

采用异丙醇铝水解制备拟薄水铝石和氧化铝,通过正交实验考察了水解温度、水解液浓度、水与异丙醇铝质量比和水解时间对拟薄水铝石和氧化铝物化性质的影响。采用XRD、氮吸附-脱附、SEM等方法分析了试样的晶相结构、孔结构及微观形貌。正交实验结果表明,异丙醇铝在何种条件下水解均能制备出高纯度的拟薄水铝石;在所考察的4个因素中,水解液浓度是影响拟薄水铝石和氧化铝孔性质的主要因素;55℃是制备高比表面积和大孔体积拟薄水铝石和氧化铝的最佳水解温度;低水解液浓度有利于制备大孔体积的拟薄水铝石和氧化铝,而高水解液浓度有利于制备小孔体积的拟薄水铝石和氧化铝。水与异丙醇铝质量比为(2∶1)~(4∶1)时,拟薄水铝石和氧化铝比表面积和孔体积最大;制备高比表面积和大孔体积拟薄水铝石和氧化铝的最佳水解时间为3~4 h。     

低堆密度大孔体积γ-Al_2O_3的制备与表征

以Al2(SO4)3和NH3.H2O为原料合成了拟薄水铝石,经煅烧得到γ-Al2O3;采用X射线衍射、透射电子显微镜、热重-示差扫描量热和压汞法等方法对拟薄水铝石和γ-Al2O3进行了表征。表征结果显示,低堆密度大孔体积的γ-Al2O3的较佳制备条件为:反应液的pH为8、Al3+浓度为0.9mol/L、反应时间60min、反应温度70℃、NH3.H2O的质量分数为21%、800℃下煅烧5h。在此条件下制备的γ-Al2O3的比表面积为207.43m2/g、总孔体积为2.93mL/g、堆密度为0.23g/mL,且具有双孔分布,其中孔径大于100nm的孔的体积占总孔体积的58.91%,适用于大分子脱氢催化剂的载体。     

介孔氧化铝制备方法对其载体及催化剂性能的影响

分别采用醇铝法和沉淀法制备氧化铝,借助N_2物理吸附-脱附、XRD和SEM等技术对试样进行了表征,并对制备的载体进行对比。表征结果显示,醇铝法制备的拟薄水铝石纯度及结晶度更高,杂质少;小孔氧化铝孔径分布峰集中且峰形尖锐,峰宽较窄;大孔氧化铝孔径分布峰更宽甚至消失;氧化铝由粒径均匀且完整度高的球形颗粒聚集而成;小孔氧化铝载体孔径分布集中,没有大孔;而大孔氧化铝载体除介孔外还含有许多大孔。将两种方法制得的大孔氧化铝载体制备成催化剂,以渣油和蜡油混合油为原料,在氢分压15.5 MPa、氢油体积比650∶1、反应温度390℃、液态空速0.5 h~(-1)的条件下对催化剂进行评价。评价结果显示,醇铝法制备的催化剂具有较为优异的加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱残炭及加氢脱金属活性。     

介孔氧化铝制备方法对其载体及催化剂性能的影响北大核心CSCD

分别采用醇铝法和沉淀法制备氧化铝,借助N_2物理吸附-脱附、XRD和SEM等技术对试样进行了表征,并对制备的载体进行对比。表征结果显示,醇铝法制备的拟薄水铝石纯度及结晶度更高,杂质少;小孔氧化铝孔径分布峰集中且峰形尖锐,峰宽较窄;大孔氧化铝孔径分布峰更宽甚至消失;氧化铝由粒径均匀且完整度高的球形颗粒聚集而成;小孔氧化铝载体孔径分布集中,没有大孔;而大孔氧化铝载体除介孔外还含有许多大孔。将两种方法制得的大孔氧化铝载体制备成催化剂,以渣油和蜡油混合油为原料,在氢分压15.5 MPa、氢油体积比650∶1、反应温度390℃、液态空速0.5 h^(-1)的条件下对催化剂进行评价。评价结果显示,醇铝法制备的催化剂具有较为优异的加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱残炭及加氢脱金属活性。     

热油柱法制备毫米级大孔氧化铝小球研究

针对现有工艺制备的毫米级氧化铝小球微孔多、孔体积小、负载活性组分反应后积炭高等问题,研究了将SB粉与铝溶胶作用,经热油柱成型制备毫米级氧化铝小球方案的可行性,通过优化SB粉/铝溶胶质量比、铝溶胶铝/氯质量比、老化温度与时间,所制备的氧化铝小球压碎强度高于55 N/粒,堆密度为0.56～0.60 g/mL,孔体积大于0.75 mL/g,经650℃、10%水蒸气老化处理48 h,比表面积维持在155 m²/g以上。物化性能分析结果表明,制备的氧化铝小球可作为连续重整催化剂的载体。     

双重孔氧化铝载体的研制──炭黑粉扩孔剂的应用

采用炭黑粉为扩孔剂，制备出双重孔径分布的氧化铝载体。并考察了各种制备条件下以炭黑粉为扩孔剂的载体的孔径分布。试验表明，炭黑粉的种类和用量是决定载体孔分布的主要因素。采用适量碱性物质中和的方法能明显地增大载体的孔容和扩大孔径。     

双重孔氧化铝载体的研制

采用炭黑粉为扩孔制备，制备出双重孔径分布的氧化铝载体，并考察了各种制备条件下以炭黑粉为扩孔剂的分布。试验表明，炭黑粉的种类和用量是决定载体孔分布的主要因素。采用适量碱性物质中和的方法能明显地增大载体的孔容和扩大孔径。     

拟薄水铝石胶溶指数影响因素的研究

采用铝酸钠-硫酸铝中和法制备了拟薄水铝石,研究了制备过程中铝酸钠溶液质量浓度、中和温度、中和pH及老化时间等制备条件对拟薄水铝石胶溶指数的影响,并考察了拟薄水铝石的胶溶指数对Al2O3载体物性的影响。实验结果表明,当铝酸钠溶液质量浓度(以Al2O3计)为100～180 g/L、中和温度为55～70℃、中和pH为6.5～8.5、老化时间60～120 min的条件下,可得到胶溶指数较高的拟薄水铝石。拟薄水铝石的胶溶指数对Al2O3载体的压碎强度影响很大,一般要得到压碎强度大于60 N的Al2O3载体,拟薄水铝石的胶溶指数要大于85%;拟薄水铝石的胶溶指数对Al2O3载体的吸水率、比表面积和孔体积影响较小。     

氧化铝的水热化学研究：Ⅱ.α—三水铝石,湃铝石和诺水铝石…

用ＸＲＤ方法研究了α－三水铝石在常压及真空中１０００℃以下的脱水产物和湃水产物湃铝石／诺水铝石在常压１０００℃以下的脱水产物，经１７０℃水热处理和自身压力条件下的晶相变化。结果表明，上述诸脱水产物均可发生再水合现象，最络的转化产物均是薄水铝石，而非它们的原起始物。     

磷改性拟薄水铝石的性能研究

在碳化(分)法拟薄水铝石生产过程中加入磷改性剂制备出磷改性拟薄水铝石.在实验室考察了磷含量对拟薄水铝石和模式载体的物理性质和酸性质的影响.结果表明,随着磷含量的增加,拟薄水铝石和模式载体的孔体积、比表面积增大,但到一定程度后孔体积、比表面积下降,磷存在一最佳加入量.磷改性后的拟薄水铝石和模式载体随着磷含量的增加,弱酸量增加,中强酸量降低,总酸量减少.     

焙烧温度对Al2O3载体及Pd／Al2O3催化剂性能的影响

采用CO2气体成胶制备了Al2O3载体,考察了载体焙烧温度对载体和相应Pd／Al2O3催化剂物理化学性质及催化性能的影响,并采用X射线衍射、BET等技术对载体及催化剂性能进行了表征。结果表明,随焙烧温度的升高,载体的比表面积、孔容减小,平均孔径逐渐增大,孔分布较集中。所制得的拟薄水铝石较纯净。400—800℃焙烧时,Al2O3载体只有γ—Al2O3晶型;1050℃时,主要以θ-Al2O3为主;到1250℃已完全转变为α—Al2O3。Pd／Al2O3催化剂均具有较高的双烯加氢活性和选择性,其中以970℃和1050℃焙烧载体制备的催化剂为最优。     

大孔体积、超高比表面积γ-Al_2O_3的制备与表征

以工业级硫酸铝和碳酸氢铵为原料,利用超声波分散技术和化学沉淀相结合的方法制备了拟薄水铝石,拟薄水铝石经600℃高温煅烧,得到了大孔体积、超高比表面积的纳米γ-Al_2O_3粉体;考察了制备过程中发泡剂吐温60及干燥方式对γ—Al_2O_3的结构、形貌及性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射、比表面积测定、扫描电子显微镜等于段对γ-Al_2O_3进行了表征。结果表明,在超声场中,以聚乙二醇为分散剂,用发泡剂吐温60分散干燥、煅烧的方式制备的纳米纤维状γ-Al_2O_3的性能最好,γ-Al_2O_3的粒径为25～100 nm,长150-500 nm,平均孔径12.691～12.699 nm,孔体积1.383～2.089 mL/g,比表面积319.598～500.899 m~2/g。     

拟薄水铝石路线热油柱成型制备毫米级氧化铝小球的研究

研究了高纯度拟薄水铝石粉与酸溶液胶溶制备氢氧化铝溶胶,再经热油柱成型制备毫米级氧化铝小球方案的可行性。通过优化原料、胶溶剂与胶凝剂三者之间的比例,所制备的氧化铝球压碎强度高于50 N/粒、堆密度为0.55～0.63 g/mL,经650 ℃、10%水蒸气处理50 h后比表面积维持在155 m2/g以上。与现有工业成球工艺相比,本方案流程更加简单、环境友好,将所制氧化铝小球作为载体制备的Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂的石脑油重整性能达到了工业催化剂的水平。     

超细氧化铝的研究：Ⅰ.超细氧化铝的制备

利用超监界流体干燥技术首次在一种新的体系－无机盐－有机溶剂体系中制得了超细氧化铝，所得的产品为短纤维状微晶，其长轴为１００ｎｍ，短轴约为５ｎｍ，并且具有大孔，高比表面、低堆密度等特点，与文献报道的有机盐－有机溶剂体系所得产品相类似，但这一新体系下的制备过程具有操作简便，安全的特点，并且使价格便宜的无机盐代替价格较贵的机盐作制备原料，对于降低产物成本，大规律生产具有重要意义。     

生物异丁醇脱水制异丁烯催化剂的研究

为实现异丁醇脱水制异丁烯的高转化率和高选择性,对不同种类催化剂进行筛选,得到具有较好脱水活性的催化剂。考察了不同焙烧温度对拟薄水铝石理化性质的影响,并通过固定床微反装置考察了不同焙烧温度制备的氧化铝催化剂对异丁醇脱水制备异丁烯反应的性能。结果表明,不同种类的催化剂中活性氧化铝催化剂对异丁醇脱水反应具有较好的反应性能;500℃焙烧的拟薄水铝石对异丁醇脱水制异丁烯的反应性能最佳,一定条件下反应,可使异丁醇的转化率达到98.62%,异丁烯的选择性达到97.84%。