本發(fā)明屬于催化與吸附技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種整體式氧化鋁載體及其制備方法,具體地,涉及一種將氧化鋁前體泥坯一次成型為具有高比表面積整體式載體及其制備方法。
背景技術(shù):
在化工產(chǎn)品、能源生產(chǎn)以及環(huán)境保護領(lǐng)域,凡涉及化學(xué)反應(yīng)過程中,催化劑是最重要的材料之一。固體催化劑為最常見的催化劑形式。從原理上看,為了增加固體催化劑與反應(yīng)物之間的接觸面積,需要提高固體催化劑的表面積。為此,將具有催化活性的活性組分(過渡金屬組分最為常見)負載到具有高比表面積的多孔性物質(zhì)上是制作固體催化劑的常見方法。本領(lǐng)域中,承載活性組分的物質(zhì)稱為催化劑載體,或簡稱為載體,負載了催化活性組分之后的催化劑稱為負載型催化劑。常見的高比表面積載體多為顆粒狀或粉末狀,如活性炭、分子篩、多孔性氧化鋁等。由于催化劑宏觀形態(tài)決定于載體的宏觀形態(tài);因此以多孔性顆?;蚍勰┳鳛檩d體制備的催化劑,其宏觀形態(tài)也是多孔性顆?;蚍勰?;以整體式載體作為載體制備的催化劑,即整體式催化劑,其宏觀形態(tài)是一個體積較大的塊體。整體式催化劑與顆?;蚍勰畲呋瘎┬螒B(tài)差異明顯,在實際使用中,整體式催化劑以一整個較大塊體的形式出現(xiàn),它與后者相比有一些明顯的優(yōu)點:例如其催化劑填裝與回收比較方便,前者可大大降低操作成本或者催化劑-產(chǎn)品的分離成本;用于固定床反應(yīng)器中,前者往往具有較小的壓降;前者機械強度高,形變小,在實際生產(chǎn)使用中較為安全。
由于催化與吸附過程具有一定的相似性,多孔性物質(zhì)負載活性組分也常用于吸附過程。相關(guān)產(chǎn)品可稱為負載型吸附劑,其在能源生產(chǎn)、環(huán)境保護中也較常用。同樣,以顆?;蚍勰钗镔|(zhì)作為載體得到的吸附劑宏觀形態(tài)也是顆?;蚍勰?;以整體式載體作為載體制備的吸附劑,即整體式吸附劑,其宏觀形態(tài)是一個體積較大的塊體。
如前所述,由于載體的宏觀形態(tài)決定了最終催化劑或吸附劑產(chǎn)品的宏觀形態(tài),因此在整體式催化劑或吸附劑的制備中,如何制備整體式載體是一個關(guān)鍵技術(shù)。氧化鋁是工業(yè)應(yīng)用與實驗室研究中最常用的載體之一,然而目前本領(lǐng)域還缺少關(guān)于高比表面整體式氧化鋁載體的制備方法,尤其是全氧化鋁載體的一次成型制備方法。目前涉及到使用整體式氧化鋁載體的催化劑方法,大多都是以成型的塊體為底材,例如堇青石為底材,進行鋁溶膠等氧化鋁前體的填涂。由河南煤業(yè)化工集團研究院苗杰等報道的文獻【大孔結(jié)構(gòu)對CO優(yōu)先氧化整體式CuO-CeO2/α-Al2O3催化活性的影響,石油化工,2011,40卷,9期,932頁】中介紹了一種氧化鋁負載銅基整體式催化劑的制備方法。對于氧化鋁載體部分的制備,該方法通過油水兩相制備聚苯乙烯乳液而后聚合成聚苯乙烯模板,之后將鋁溶膠填充到聚苯乙烯模板中,經(jīng)過1300 oC高溫焙燒脫除模板得到氧化鋁載體。而后通過等體積浸漬法得到最終催化劑。該方法總體制備過程比較復(fù)雜,流程較長。同時,該文獻沒有公開關(guān)于比表面積方面的數(shù)據(jù)。從原理上看,經(jīng)過1300 oC高溫焙燒得到的α-Al2O3載體表面積較小。專利CN1411391A公開了一種由金屬微纖維與催化劑顆粒組成的整體式催化劑制備方法。在該發(fā)明中一定量的金屬微纖維被燒結(jié)成剛性的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)束縛了里面的催化劑顆粒。該催化劑具有高穩(wěn)定性、優(yōu)良導(dǎo)熱性、使用壽命長等優(yōu)點。然而其基質(zhì)限定于金屬微纖,可能會限制該方法的拓展應(yīng)用。催化劑顆粒被限制在網(wǎng)內(nèi)部也會一定程度上犧牲催化劑同反應(yīng)物的接觸面積。同時,該發(fā)明也沒有公開相關(guān)表面積數(shù)據(jù)可作為參考。
因此對于整體式催化劑或者整體式載體的制備而言,本領(lǐng)域還存在這改進制備方法的技術(shù)需求,尤其是制備高比表面積整體式載體的簡單易行工藝方法的需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題,本發(fā)明提出了一種先制作氧化鋁前體泥坯,并通過成型模具壓縮成型,而后經(jīng)過精細程序焙燒得到產(chǎn)品的技術(shù)路線。通過該技術(shù)路線可以得到高比表面積、微觀上具備納米級孔道的整體式氧化鋁載體;同時該制備方法無須昂貴設(shè)備、原料來源簡單、環(huán)境較友好、操作安全、成本較低。
實現(xiàn)上述技術(shù)路線的具體技術(shù)方案是:
一種高比表面積整體式氧化鋁載體,包含整體式氧化鋁載體制備方法與整體式氧化鋁載體產(chǎn)品特征;其中制備方法使用如下原料:
鋁源:是氫氧化鋁、擬薄水鋁石、硝酸鋁中的一種,或者上述物質(zhì)任意比例的混合物;
第一添加物:是田菁粉、田菁膠、瓜爾膠、陽離子瓜爾膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、半乳甘露聚糖中的一種,或者上述物質(zhì)任意比例的混合物;
第二添加物:是乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、纖維二糖、顆粒度小于60目的炭黑、顆粒度小于60目的水溶性淀粉中的一種,或者上述物質(zhì)任意比例的混合物;
酸溶液:一種水溶液,含有硝酸、硫酸、鹽酸、醋酸、草酸、磷酸、檸檬酸、馬來酸、酒石酸中的一種或者多種物質(zhì),水溶液的pH值在0.0 ~ 4.0的范圍內(nèi)。
上述整體式氧化鋁載體的制備方法,使用整體式載體成型模具;該成型模具包括模具第一零件,模具第二零件與模具第三零件;模具第一零件包含一個圓柱形空腔;模具第二零件包含模具第二零件擠壓部分與模具第二零件承壓部分;模具第二零件擠壓部分的幾何形狀為圓柱體,其具有一個擠壓面,該擠壓面的幾何形狀為圓形;模具第二零件承壓部分具有一個承壓面;模具第三零件包含模具第三零件擠壓部分與模具第三零件承壓部分;模具第三零件擠壓部分的幾何形狀為圓柱體,其具有一個擠壓面,該擠壓面的幾何形狀為圓形;模具第三零件承壓部分具有一個承壓面;模具第二零件擠壓部分的擠壓面與模具第三零件擠壓部分的擠壓面可從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的軸線方向放入。
上述整體式氧化鋁載體的制備方法,通過上述原料以及整體式載體成型模具,其制備過程包含以下步驟:
步驟一、制備成型前體;
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;
步驟三、對成型前體施加壓力;
步驟四、成型塊體的程序焙燒。
上述四個步驟的具體方法如下:
步驟一、制備成型前體;具體方法如下:
取一定質(zhì)量的鋁源、第一添加物、第二添加物,其中第一添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.01~0.1倍,第二添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0 ~0.2倍;三種物質(zhì)均勻混合,得到混合粉末;而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末,形成面團狀混合物,其中酸溶液的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.5 ~1.3倍;通過手或者擠條機對面團狀混合物進行混捏,使得其中的鋁源、第一添加物、第二添加物、酸溶液進一步均勻混合,形成一個泥坯,泥坯上沒有明顯的液滴;由上述混合物混捏得到的泥坯稱為成型前體。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;具體方法如下:
將成型前體填裝于整體式載體成型模具的模具第一零件所包含的圓柱形空腔內(nèi),成型前體的質(zhì)量在2 ~ 400 g范圍內(nèi);將模具第二零件擠壓部分與模具第三零件擠壓部分分別從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的兩側(cè)放入;填裝成型前體所需材料與放置模具第二零件或模具第三零件的順序不限;當(dāng)模具第二零件擠壓部分的擠壓面、模具第三零件擠壓部分的擠壓面與模具第一零件所包含的圓柱形空腔內(nèi)壁共同形成一個密閉腔體,并將上述成型前體封在該密閉腔體中,完成填裝步驟。
步驟三、對成型前體施加壓力;具體方法如下:
將組裝好的成型前體與整體式載體成型模具組合放在一臺液壓機上,模具第二零件承壓部分的承壓面、模具第三零件承壓部分的承壓面與液壓機的施加壓力部件接觸,使得液壓機所施加的壓力可以作用于上述兩個承壓面;施加的壓力大小在0.1 ~5 MPa范圍內(nèi);施加壓力時間在 20 s ~ 4 h范圍內(nèi);而后從模具中取出受壓后的成型前體得到成型塊體。
步驟四、成型塊體的程序焙燒;具體方法如下:
對步驟三所述成型塊體進行干燥操作,使部分揮發(fā)性水分與其它物質(zhì)離開成型塊體,直至成型塊體干燥后的質(zhì)量為干燥前的75%以下;干燥操作包含但不限于在空氣中晾干、烘箱或馬弗爐中烘干、真空干燥箱內(nèi)干燥、干燥器內(nèi)干燥、吹風(fēng)吹干、日光曬干、紅外燈烘干、離心機甩干等操作,或上述操作的任意組合操作;之后將成型塊體置于一個具有程序控溫功能的加熱器內(nèi)進行焙燒;焙燒的氣氛為空氣,或純氧氣,或任意含氧氣比例超過20%的混合氣體;程序焙燒中的溫度與時間關(guān)系包含三個溫度控制階段,分別稱為第一溫控階段、第二溫控階段與第三溫控階段;第一溫控階段具有一個起始溫度,其值為20 ~ 150 oC范圍內(nèi)的某個值,具有一個終止溫度,其值為300 ~ 750 oC范圍內(nèi)的某個值;第一溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在0.5 ~ 8 oC/min范圍內(nèi);第一溫度控制階段的總時間在30 min ~ 12 h范圍內(nèi);第二溫控階段具有一個起始溫度,其值為300 ~ 750 oC范圍內(nèi)的某個值,具有一個終止溫度,其值也為300 ~ 750 oC范圍內(nèi)的某個值;第二溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在-2 ~ 2 oC/min范圍內(nèi);第二溫控階段的總時間在1 ~ 6 h范圍內(nèi);第三溫控階段具有一個起始溫度,其值為300 ~ 750 oC范圍內(nèi)的某個值,具有一個終止溫度,其值為20 ~ 150 oC范圍內(nèi)的某個值;第三溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率在-8 ~ -0.5 oC/min范圍內(nèi);第三溫控階段的總時間在2 ~ 24 h范圍內(nèi)。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的塊體質(zhì)量可達1 ~ 100 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為150 ~ 600 m2/g。
應(yīng)該指出,本發(fā)明并非保護產(chǎn)品的表征測試方法,而是保護本發(fā)明所制得的產(chǎn)品應(yīng)有的特征。本產(chǎn)品所用的表征測試方法都為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的方法。
上述有關(guān)第二添加物中,部分物質(zhì)含有的“60目”的表達法,使用了本領(lǐng)域?qū)τ陬w?;蚍勰罟腆w物質(zhì)顆粒尺寸大小的一種慣用表達法。在本領(lǐng)域中,“目數(shù)”代表著一個具有均勻分布縱橫線的篩網(wǎng)每英寸所含有的網(wǎng)格數(shù)。某顆??梢酝ㄟ^這樣的篩網(wǎng),說明該顆粒尺寸小于相關(guān)目數(shù)的所規(guī)定的尺寸。例如,一個60目的篩網(wǎng),若具有均勻分布縱橫線,則每一英寸含有的網(wǎng)格數(shù)是60;如果某顆??梢酝ㄟ^這樣的篩網(wǎng),可表達為該顆粒尺寸小于60目,具體地說,尺寸小于1英寸/60 = 2.54 cm/60 = 0.0423 cm。
液壓機是工業(yè)與實驗室研究中的常用裝置,指的是一種以液體為工作介質(zhì),用來傳遞能量或壓力以實現(xiàn)各種工藝的機器。本發(fā)明利用液壓機實現(xiàn)對被擠壓物體兩側(cè)施加一定的壓力,對于液壓機的具體類型規(guī)格不做任何限制。
對于上述步驟四中的“對步驟三所述成型塊體進行干燥操作”,應(yīng)該指出,在本領(lǐng)域中乃至眾多領(lǐng)域中,將含水分或其它揮發(fā)性物質(zhì)的固體物質(zhì)進行干燥是一種常見的常規(guī)操作。干燥操作的基本目的是使部分或全部水分或其它揮發(fā)性物質(zhì)離開固體。通常固體物質(zhì)進行干燥,除了置于空氣中自然晾干以外,還可以使用吹風(fēng)機吹干,烘箱烘干,紅外燈烘干,太陽曬干,真空干燥箱烘干,置于干燥器內(nèi)進行干燥等操作方法,或者上述操作的任意組合操作。因此,如果使用上述任意一種操作或者多種操作組合對成型塊體進行干燥,使得成型塊體干燥后的質(zhì)量比干燥前降低至75%或以下,在本發(fā)明中都屬于等價操作。
上述步驟四中所述的“具有程序控溫功能的加熱器”是催化劑、固體材料制備領(lǐng)域中常用的一種設(shè)備,即其可實現(xiàn)一個加熱器內(nèi)的溫度按照某種事先設(shè)定的溫度-時間關(guān)系曲線變化;加熱器的具體形式自由,可以是但不限于管式爐、馬弗爐、烘箱、電爐等。
上述步驟四中平均溫度變化率的定義如下:如果在某時刻t1時測溫對象的溫度值為T1,在另一個時刻t2時測溫對象的溫度值為T2,其中t2在t1之后,那么從t1到t2這段時間內(nèi),平均溫度變化率可以表示為溫度變化值與時間變化值的商,即(T2-T1)/(t2-t1)。如果溫度以攝氏溫標(biāo)oC或熱力學(xué)溫標(biāo)K為單位,時間以min為單位,平均溫度變化率的單位為 oC/min或K/min。這里oC/min與K/min的值完全相同。顯而易見,由于溫度與時間還具有其它常用單位,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以自行進行單位的轉(zhuǎn)化。
物質(zhì)的“比表面積”是表面科學(xué)中的基本概念,也是本領(lǐng)域中的常用物理量,指的是單位質(zhì)量的物質(zhì)所具有的表面積的大小。本領(lǐng)域?qū)τ谖镔|(zhì)“比表面積”常用的一個測定方法是基于低溫氮氣吸附-脫附等溫線,而后通過Brunauer-Emmett-Teller方法計算物質(zhì)的比表面積(結(jié)果常稱為BET比表面積);此類吸脫附等溫線還可以得到固體物質(zhì)所含的孔洞大小以及分布情況等信息,尤其是納米級介觀孔道大小以及分布的信息。
本發(fā)明的積極效果如下:
(1)整體式氧化鋁載體的制備工藝簡單,原材料便宜,操作成本低,適合于大規(guī)模生產(chǎn);本發(fā)明的整體式載體成型模具第二零件或第三零件可以用于成型前體施壓之后成型塊體的脫模,使得操作更加簡便。
(2)制備工藝環(huán)境友好,除了使用一定量的無機酸或有機酸以外,其他材料基本都是無毒、無腐蝕性物質(zhì);而技術(shù)方案所列的無機酸與有機酸都是較為常用的化學(xué)物質(zhì),其使用方法、注意事項為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
(3)與大多數(shù)利用現(xiàn)有整體式底材而后涂上催化劑組分相比,一次成型減少了工藝步驟數(shù)目;同時整個塊體都是氧化鋁載體,后續(xù)使用時可以負載更多的活性金屬組分。
(4)通常的整體式載體總體比表面積較低(常低于<20 m2/g),而本發(fā)明的整體式氧化鋁載體的比表面積可高達600 m2/g。這是本發(fā)明的一個重要進步。產(chǎn)品還具有大量的納米級介觀孔道,尺寸在6 ~ 20 nm之間,使其具有良好的催化、吸附應(yīng)用前景。
(5)便于與后續(xù)的活性金屬組分負載步驟對接,可進一步制備具有活性金屬組分的整體式催化劑。相對于常見的顆粒狀催化劑或催化劑載體而言,本發(fā)明產(chǎn)品可以作為一個整體使用,為后續(xù)催化、吸附生產(chǎn)節(jié)省分離成本奠定重要基礎(chǔ)。
附圖說明
附圖1. 整體式載體成型模具示意圖;1是模具第一零件;2是模具第二零件;3是模具第三零件;4是模具第一零件所包含的圓柱形空腔;5是模具第一零件所包含圓柱形空腔4的幾何軸線,該軸線只是為了便于理解而畫出,并非實際存在;6是模具第二零件擠壓部分;7是模具第二零件承壓部分;8是模具第二零件擠壓部分的擠壓面;9是模具第二零件承壓部分的承壓面;10是模具第三零件擠壓部分;11是模具第三零件承壓部分;12是模具第三零件擠壓部分的擠壓面;13是模具第三零件承壓部分的承壓面;14代表密閉于第一零件所包含的圓柱形空腔4內(nèi)部的成型前體; 8、9、12、13四個箭頭方向還代表當(dāng)模具整體受到外力擠壓之后,模具的受力方向示意。
具體實施方式
實施例一、
一種高比表面積整體式氧化鋁載體,包含整體式氧化鋁載體制備方法與整體式氧化鋁載體產(chǎn)品特征;其中制備方法使用如下原料:
鋁源:氫氧化鋁;
第一添加物:田菁粉與羧乙基纖維素鈉的混合物,二者質(zhì)量比為5比1;
第二添加物:顆粒度小于60目的炭黑;
酸溶液:pH值為0.5的硝酸與草酸混合水溶液,其中硝酸與草酸物質(zhì)摩爾量之比為1比1;
本實施例所述的整體式氧化鋁載體的制備方法,使用整體式載體成型模具;該成型模具工作時如附圖1所示;該成型模具包括模具第一零件1,模具第二零件2與模具第三零件3;模具第一零件包含一個圓柱形空腔4;模具第二零件2包含模具第二零件擠壓部分6與模具第二零件承壓部分7;模具第二零件擠壓部分6的幾何形狀為圓柱體,其具有一個擠壓面8,該擠壓面8的幾何形狀為圓形;模具第二零件承壓部分7具有一個承壓面9;模具第三零件3包含模具第三零件擠壓部分10與模具第三零件承壓部分11;模具第三零件擠壓部分10的幾何形狀為圓柱體,其具有一個擠壓面12,該擠壓面12的幾何形狀為圓形;模具第三零件承壓部分11具有一個承壓面13;模具第二零件擠壓部分的擠壓面8與模具第三零件擠壓部分的擠壓面12可從模具第一零件所包含的圓柱形空腔的軸線方向放入;
模具第一零件所包含的圓柱形空腔4的尺寸是:圓柱形底面是直徑為60 mm的圓形,圓柱形高為35 mm。
本實施例所述的整體式氧化鋁載體的制備方法,通過上述原料以及整體式載體成型模具,其制備過程包含以下步驟:
步驟一、制備成型前體;
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;
步驟三、對成型前體施加壓力;
步驟四、成型塊體的程序焙燒。
上述四個步驟的具體方法如下:
步驟一、制備成型前體;具體方法如下:
取一定質(zhì)量的鋁源、第一添加物、第二添加物,其中鋁源質(zhì)量為100 g,其中第一添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.05倍,第二添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.08倍;三種物質(zhì)均勻混合,得到混合粉末;而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末,形成面團狀混合物,其中酸溶液的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.85倍;先通過手,后使用擠條機對面團狀混合物進行混捏,使得其中的鋁源、第一添加物、第二添加物、酸溶液進一步均勻混合,形成一個外觀均勻的泥坯,泥坯上沒有明顯的液滴;由上述混合物混捏得到的泥坯稱為成型前體。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;具體方法如下:
將成型前體填裝于整體式載體成型模具的模具第一零件1所包含的圓柱形空腔4內(nèi),如附圖1的標(biāo)注14所示;成型前體的質(zhì)量為13.5 g;并將模具第二零件擠壓部分6與模具第三零件擠壓部分10分別從模具第一零件所包含的圓柱形空腔4的兩側(cè)放入;填裝成型前體所需材料與放置模具第二零件或模具第三零件的順序不限;當(dāng)模具第二零件擠壓部分的擠壓面8、模具第三零件擠壓部分的擠壓面12與模具第一零件所包含的圓柱形空腔4內(nèi)壁共同形成一個密閉腔體,并將上述成型前體封在該密閉腔體中(如14所示),完成填裝步驟。
步驟三、對成型前體施加壓力;具體方法如下:
將組裝好的成型前體與整體式載體成型模具組合放在一臺液壓機上,模具第二零件承壓部分的承壓面9與模具第三零件承壓部分的承壓面13與液壓機的施加壓力部件接觸,使得液壓機所施加的壓力可以作用于上述兩個承壓面;施加的壓力大小為1 MPa;施加壓力時間為 8 min;而后從模具中取出受壓后的成型前體得到成型塊體。
步驟四、成型塊體的程序焙燒;具體方法如下:
對步驟三所述成型塊體進行干燥操作,使部分揮發(fā)性水分與其它物質(zhì)離開成型塊體,直至成型塊體干燥后的質(zhì)量為干燥前的約63%;本實施例采用在空氣中自然晾干的干燥方法;之后將成型塊體置于一個具有程序控溫功能的馬弗爐內(nèi)進行加熱焙燒;焙燒的氣氛為空氣;程序焙燒中的溫度與時間關(guān)系包含三個溫度控制階段,分別稱為第一溫控階段、第二溫控階段與第三溫控階段;第一溫控階段具有一個起始溫度,其值為60 oC,具有一個終止溫度,其值為650 oC;第一溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為3.3 oC/min;第一溫控階段的總時間為3.0 h;第二溫控階段具有一個起始溫度,其值為650 oC,具有一個終止溫度,其值也為650 oC;第二溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為0 oC/min;第二溫度控制階段的總時間為5 h;第三溫控階段具有一個起始溫度,其值為650 oC,具有一個終止溫度,其值為30 oC,第三溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為-0.7 oC/min;第三溫控階段的總時間為14 h。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達3.2 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為228 m2/g。
氧化鋁載體的比表面積的測定方法為前述的低溫氮氣吸附-脫附等溫線法;通過同一表征實驗,同時還發(fā)現(xiàn),整體式氧化鋁載體還具有大量納米級介觀孔道,其孔直徑均值約為12 nm。
實施例二、
其它同實施例一,區(qū)別在于:
第一添加物:田菁粉;
第二添加物:乙醇;
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;其中,成型前體的質(zhì)量為19.0 g。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達5.5 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為245 m2/g。
同時還發(fā)現(xiàn),整體式氧化鋁載體還具有大量納米級介觀孔道,其孔直徑均值約為7 nm。
實施例三、
其它同實施例一,區(qū)別在于:
使用整體式載體成型模具,其中圓柱形空腔4的圓柱形底面是直徑為100 mm的圓形,圓柱形高為35 mm。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;其中,成型前體的質(zhì)量為52.2 g。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達11.3 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為203 m2/g。
實施例四、
其它同實施例一,區(qū)別在于:
步驟四、成型塊體的程序焙燒;其中焙燒的氣氛為純氧氣;其中第一溫控階段具有一個起始溫度,其值為40 oC,具有一個終止溫度,其值為350 oC;第一溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為2.1 oC/min;第一溫控階段的總時間為2.5 h;第二溫控階段具有一個起始溫度,其值為350 oC,具有一個終止溫度,其值為700 oC;第二溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為1 oC/min;第二溫度控制階段的總時間為5.8 h;第三溫控階段具有一個起始溫度,其值為700 oC,具有一個終止溫度,其值為30 oC,第三溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為-0.55 oC/min;第三溫控階段的總時間為20.3 h。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達3.6 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為229 m2/g。
同時還發(fā)現(xiàn),整體式氧化鋁載體還具有大量納米級介觀孔道,其孔直徑均值約為11 ~12 nm。
實施例五、
其它同實施例一,區(qū)別在于:
第一添加物:田菁粉;
第二添加物:乙醇;
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;其中,成型前體的質(zhì)量為20.1 g。
經(jīng)過對所制得的整體式氧化鋁載體的表征,整體式氧化鋁載體還具有以下特點:
步驟三、對成型前體施加壓力;其中施加的壓力大小為1.5 MPa;施加壓力時間為 2 h。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達5.6 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為236 m2/g。
實施例六、
其它同實施例一,區(qū)別在于:
第一添加物:田菁粉;
第二添加物:乙二醇;
酸溶液:硝酸水溶液,其pH值是0.3。
步驟一、制備成型前體;具體方法如下:
取一定質(zhì)量的鋁源、第一添加物、第二添加物,其中第一添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.02倍,第二添加物的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.02倍;三種物質(zhì)均勻混合,得到混合粉末;而后將酸溶液緩慢倒入混合粉末,形成面團狀混合物,其中酸溶液的質(zhì)量是鋁源質(zhì)量的0.9倍。
步驟二、成型前體與成型模具的組裝;其中,成型前體的質(zhì)量為20.0 g。
步驟四、成型塊體的程序焙燒;其中焙燒的氣氛為純氧氣;其中第一溫控階段具有一個起始溫度,其值為40 oC,具有一個終止溫度,其值為350 oC;第一溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為2.1 oC/min;第一溫控階段的總時間為2.5 h;第二溫控階段具有一個起始溫度,其值為350 oC,具有一個終止溫度,其值為700 oC;第二溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為1 oC/min;第二溫度控制階段的總時間為5.8 h;第三溫控階段具有一個起始溫度,其值為700 oC,具有一個終止溫度,其值為30 oC,第三溫控階段從起始溫度到終止溫度平均溫度變化率為-0.55 oC/min;第三溫控階段的總時間為20.3 h。
完成步驟四之后,成型塊體轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)品整體式氧化鋁載體;制備過程完成。
通過對上述最終產(chǎn)品的表征,上述制備方法的產(chǎn)品,高比表面整體式氧化鋁載體,還同時具備以下特點:
(1)單個整體式氧化鋁載體的質(zhì)量達5.8 g;
(2)整體式氧化鋁載體的比表面積為259 m2/g。