介孔氧化鋁載體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車尾氣凈化催化劑領(lǐng)域，具體說是介孔氧化鋁載體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車保有量的增加，汽車向大氣中排放的CO、HC、NOx越來越多。目前，許多國家已經(jīng)對汽車尾氣排放采取了嚴(yán)格的控制排放措施。因此汽車尾氣的處理日益成為重要的課題。在現(xiàn)有技術(shù)中，對汽車尾氣排放的控制是通過加裝催化凈化器來實現(xiàn)，而催化凈化器的關(guān)鍵是催化劑。催化劑通常采用三層結(jié)構(gòu)即由活性組分、活化涂層和載體組成，其中活化涂層起到為活性組分提供高比表面積，粘結(jié)載體和活化組分的作用。活化涂層材料常用的有Y-Al2O3、介孔氧化鋁、T12和S12等。由于介孔氧化鋁價格便宜，制備工藝簡單成為應(yīng)用最廣泛的活化涂層材料。但是，介孔氧化鋁的高溫?zé)岱€(wěn)定性差，尤其是在水熱條件下更是如此，容易引起燒結(jié)和相變使其比表面積大幅度下降，導(dǎo)致催化劑的不可逆失活。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供操作簡單且制備成本低的介孔氧化鋁載體的制備方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:介孔氧化鋁載體的制備方法，其包括以下步驟:
(O制備介孔氧化鋁和γ-Al2O3銷膠；
(2)負(fù)載Y-Al2O3:將堇青石放入γ-Al203鋁膠中浸漬，將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠；
(3)水熱反應(yīng):將負(fù)載好Y-Al2O3的堇青石放入反應(yīng)釜中與介孔氧化鋁進(jìn)行水熱反應(yīng)；
(4)干燥、焙燒:將反應(yīng)完全的堇青石取出，再干燥、焙燒。
[0005]作為優(yōu)選，步驟(I)中將Al (NO3) 3.9Η20溶于去離子水中配置成溶液，再向該溶液中滴加氨水制成溶膠，在溶膠中滴加La (NO3) 3.9Η20，再將其滴加至模板劑溶液中進(jìn)行混合，然后加入濃氨水進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌，得到介孔氧化鋁。
[0006]作為優(yōu)選，將配比好的Al (NO3)3容于水中并攪拌，然后滴加氨水，同時加入La(NO3)3,繼續(xù)攪拌；接著靜置老化，得到γ-Α1203，再制成Y-Al2O3銷膠；
作為優(yōu)選，Al (NO3) 3溶液的濃度為0.6g/ml—0.8 g/ml，氨水的用量為Al 3+:NH 3=1:3(摩爾比)。
[0007]作為優(yōu)選，采用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至9以上。
[0008]作為優(yōu)選，La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的2%—4%。
[0009]作為優(yōu)選，水熱反應(yīng)在50°C _60°C的高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)時間為6h_8h。
[0010]作為優(yōu)選，干燥溫度為90°C —110°C。
[0011]作為優(yōu)選，焙燒溫度為550°C _650°C，焙燒時間為3h — 5h。
[0012]作為優(yōu)選，所述模板劑為CTAB。
[0013]從以上技術(shù)方案可知，本方法在制備介孔氧化鋁和Y-Al2O3鋁膠時滴加氨水時加入La(NO3)3，可使La3+容易與Al 203發(fā)生反應(yīng)生成一些耐熱化合物如鈣鈦礦型LaAlO 3，阻止了導(dǎo)致介孔氧化鋁相變和燒結(jié)的離子表面擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)重排，有效地減少比較面積的損失；且負(fù)載的介孔氧化鋁和γ -Al2O3均能較好地負(fù)載的堇青石上。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合實施例詳細(xì)介紹介孔氧化鋁載體的制備方法，其包括以下步驟:
制備介孔氧化鋁:將模板劑CTAB溶于50°C的去離子水中，待用；同時將Al(NO3)3.9Η20溶于50°C的去離子水中配置成溶液，Al (NO3) 3溶液的濃度應(yīng)保持在0.6g/ml—0.8 g/ml之間，這種條件可提高后續(xù)溶膠的穩(wěn)定性和負(fù)載質(zhì)量；再向該溶液中滴加氨水制成溶膠，氨水的摩爾用量應(yīng)為A13+:NH 3=1:3，再滴加La (NO3) 3.9H20 ;接著將滴加La (NO3) 3.9H20后的溶膠在攪拌的條件下滴加至待用的模板劑溶液中進(jìn)行混合反應(yīng)并攪拌，用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至9以上，反應(yīng)完全后將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌。這樣制得的溶膠可長時間穩(wěn)定放置，符合浸漬要求。
[0015]制備γ -Al2O3溶膠:水解Al (NO 3)3，水解時應(yīng)攪拌均勻；水解時保持70°C —90°C溫度，且Al (NO3) 3溶液的濃度應(yīng)保持在0.6g/ml—0.8 g/ml之間，再向上述溶液中滴加氨水溶液，調(diào)節(jié)溶液的PH值，在滴加氨水的同時加入La (NO3) 3，可提高比表面積；氨水滴加完畢后攪拌，然后采用濃硝酸回滴至溶液呈澄清透明為止，再繼續(xù)攪拌，然后，對靜置老化1h-14h制得高比表面積的γ-Al2O3活化涂層材料，再調(diào)制成合適的γ-Al 203溶膠。
[0016]一次負(fù)載γ-Α1203:將堇青石放入γ-Al 203鋁膠中浸漬8h以上，將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠。
[0017]實施例1
配比CTAB和Al (NO3) 3.9H20，將其分別溶于50°C的去離子水中；A1 (NO3) 3溶液的濃度為0.6g/ml，再向Al (NO3) 3溶液中滴加氨水制成溶膠，其中氨水的摩爾用量應(yīng)為Al 3+:NH3=1:3，再滴加La (NO3) 3.9H20，其中La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的2% ;接著在攪拌的條件下將溶膠滴加至模板劑溶液中進(jìn)行混合反應(yīng)并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至10 ;然后將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；再將制備的Y-Al2O3負(fù)載到堇青石上，將一次負(fù)載的堇青石與介孔氧化鋁在50°C溫度下反應(yīng)6h，再取出在90°C的溫度下干燥，最后在550°C的溫度下焙燒3h。經(jīng)分析，載體的比表面積達(dá)到340.58m2/g，介孔氧化鋁平均孔徑為6.Snm ;且載體均能很好地負(fù)載在堇青石上。
[0018]實施例2
配比CTAB和Al (NO3) 3.9H20，將其分別溶于50°C的去離子水中；A1 (NO3) 3溶液的濃度為0.7g/ml，再向Al (NO3) 3溶液中滴加氨水制成溶膠，其中氨水的摩爾用量應(yīng)為Al 3+:NH3=1:3，再滴加La (NO3) 3.9H20，其中La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的3% ;接著在攪拌的條件下將溶膠滴加至模板劑溶液中進(jìn)行混合反應(yīng)并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至10 ;然后將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；再將制備的Y-Al2O3負(fù)載到堇青石上，將一次負(fù)載的堇青石與介孔氧化鋁在60°C溫度下反應(yīng)7h，再取出在100°C的溫度下干燥，最后在600°C的溫度下焙燒4h。經(jīng)分析，載體的比表面積達(dá)到380.62m2/g，介孔氧化鋁平均孔徑為5.4nm ;且載體均能很好地負(fù)載在堇青石上。
[0019]實施例3
配比CTAB和Al (NO3) 3.9H20，將其分別溶于50°C的去離子水中；A1 (NO3) 3溶液的濃度為0.8g/ml，再向Al (NO3) 3溶液中滴加氨水制成溶膠，其中氨水的摩爾用量應(yīng)為Al 3+:NH3=1:3，再滴加La (NO3) 3.9H20，其中La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的4% ;接著在攪拌的條件下將溶膠滴加至模板劑溶液中進(jìn)行混合反應(yīng)并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至9 ;然后將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；再將制備的Y-Al2O3負(fù)載到堇青石上，將一次負(fù)載的堇青石與介孔氧化鋁在50°C溫度下反應(yīng)8h，再取出在110°C的溫度下干燥，最后在650°C的溫度下焙燒5h。經(jīng)分析，載體的比表面積達(dá)到376.66m2/g，介孔氧化鋁平均孔徑為5.Snm ;且載體均能很好地負(fù)載在堇青石上。
[0020]上述實施方式僅供說明本發(fā)明之用，而并非是對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇。
【主權(quán)項】
1.介孔氧化鋁載體的制備方法，其包括以下步驟: (O制備介孔氧化鋁和γ-Ai2O3銷膠； (2)負(fù)載Y-Al2O3:將堇青石放入γ-Al203鋁膠中浸漬，將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠； (3)水熱反應(yīng):將負(fù)載好Y-Al2O3的堇青石放入反應(yīng)釜中與介孔氧化鋁進(jìn)行水熱反應(yīng)； (4)干燥、焙燒:將反應(yīng)完全的堇青石取出，再干燥、焙燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:步驟(I)中將Al(NO 3) 3.9Η20溶于去離子水中配置成溶液，再向該溶液中滴加氨水制成溶膠，在溶膠中滴加La (NO3) 3.9Η20，再將其滴加至模板劑溶液中進(jìn)行混合，然后加入濃氨水進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌，得到介孔氧化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:將配比好的Al(NO3)3容于水中并攪拌，然后滴加氨水，同時加入La (NO3)3，繼續(xù)攪拌；接著靜置老化，得到γ-Α1203，再制成γ-Al2O3鋁膠。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:Α1(Ν03)3溶液的濃度為0.6g/ml—0.8g/ml，氨水的用量為A13+:NH3=1:3 (摩爾比)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:采用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至9以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于:La(NO 3) 3占溶液總質(zhì)量的2%—4%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:水熱反應(yīng)在50°C-60°C的高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，反應(yīng)時間為6h-8h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:干燥溫度為90°C-110°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:焙燒溫度為550°C_650°C，焙燒時間為3h—5h0
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述模板劑為CTAB。
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車尾氣凈化催化劑領(lǐng)域，具體說是介孔氧化鋁載體的制備方法，其包括制備介孔氧化鋁和γ-Al2O3鋁膠；將堇青石放入γ-Al2O3鋁膠中浸漬，將浸漬后的堇青石取出，并吹去孔道中的鋁膠；將負(fù)載好γ-Al2O3的堇青石放入反應(yīng)釜中與介孔氧化鋁進(jìn)行水熱反應(yīng)；干燥、焙燒：將反應(yīng)完全的堇青石取出，再干燥、焙燒。本方法在制備介孔氧化鋁和γ-Al2O3鋁膠時滴加氨水時加入La（NO3）3，可使La3+容易與Al2O3發(fā)生反應(yīng)生成一些耐熱化合物如鈣鈦礦型LaAlO3,阻止了導(dǎo)致介孔氧化鋁相變和燒結(jié)的離子表面擴(kuò)散和結(jié)構(gòu)重排，有效地減少比較面積的損失；且負(fù)載的介孔氧化鋁和γ-Al2O3均能較好地負(fù)載的堇青石上。
【IPC分類】B01J21-16, B01J32-00
【公開號】CN104707666
【申請?zhí)枴緾N201510089577
【發(fā)明人】易鑒榮, 林荔琍, 唐臻, 吳堅
【申請人】柳州豪祥特科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月28日