本發(fā)明屬于催化劑材料領(lǐng)域，具體為一種高純一水水鋁石的制備方法。
背景技術(shù)：
一水水鋁石，也稱假一水軟鋁石，是一類顆粒細(xì)小、結(jié)晶不完整、具有薄的褶皺片層的一種氫氧化鋁，其含水態(tài)為觸變性凝膠，具有比表面高、孔容大等特點(diǎn)?？捎米魃a(chǎn)催化劑載體、活性氧化鋁的原料，也用作分子篩、硅酸鹽耐火材料制品等的成型粘結(jié)劑及酒精脫水制乙烯和環(huán)氧乙烷的催化劑等。于400-700℃間焙燒的產(chǎn)物γ-Al2O3廣泛用作催化劑載體、催化劑和吸附劑等；于1100-1200℃間煅燒可得納米級(jí)γ-Al2O3，廣泛用作涂料添加劑、高檔陶瓷、石油化工的高效催化劑、亞微米/納米級(jí)研磨材料和拋光材料、化妝品填料和無(wú)機(jī)膜材料等。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)一水水鋁石的方法主要是碳化法和沉淀法和醇鋁法，使用碳化法和沉淀法現(xiàn)有的一水水鋁石生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品雜質(zhì)較高，可幾孔徑不均一、晶相純度低、產(chǎn)品不穩(wěn)定。使用醇鋁法制備水鋁石時(shí)，目前都是使用低碳醇如異丙醇，需要加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，造成設(shè)備腐蝕，導(dǎo)致過(guò)濾干燥困難，低碳醇存在安全問(wèn)題，回收困難，成本增加，因此用于催化重整和加氫的高純一水水鋁石一直從國(guó)外進(jìn)口，始終沒(méi)有國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品問(wèn)世。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用低碳醇鋁可以蒸餾純化得到高純醇鋁，高碳醇和低碳醇鋁可以進(jìn)行置換反應(yīng)，高碳醇鋁水解后得到的高碳醇回收容易，制備出一種雜質(zhì)含量低、孔分布集中、單一晶相的材料。
為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種高純一水水鋁石，采用以下步驟制備：
(1)制備醇鋁，
(2)水化反應(yīng)，
(3)分醇，
(4)老化蒸醇，
(5)過(guò)濾，干燥得到高純一水水鋁石。
步驟(1)為，把低碳醇鋁和高碳醇加入四口燒瓶，加熱回流一定時(shí)間后，減壓蒸醇，至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到高碳醇鋁。其中，高碳醇可以為C5-C10醇中的一種或幾種，低碳醇鋁為C2-C4中的任一種；高碳醇與低碳醇鋁的摩爾比為1-5∶1。高碳醇與低碳醇鋁反應(yīng)溫度在70-140℃；反應(yīng)時(shí)間2-7h，減壓蒸出低碳醇，減壓溫度50-80℃，得到高碳醇鋁。
步驟(2)為，在燒瓶?jī)?nèi)加入去離子水和硫酸鋁，硫酸鋁加入量與去離子水的摩爾比是0.001-0.003∶1，升溫到80度后，開(kāi)始向去離子水溶液中滴加高碳醇鋁，去離子水與醇鋁的摩爾比是3-10∶1，邊滴加邊攪拌。水化反應(yīng)的溫度為60-100℃，反應(yīng)時(shí)間為20-120min；水解反應(yīng)生成羥基水鋁石。
步驟(3)為，將水化反應(yīng)生成的醇抽出，經(jīng)處理后可重復(fù)使用。
步驟(4)為，在燒瓶中再次加入去離子水，對(duì)羥基水鋁石進(jìn)行老化，加入的去離子水量與羥基水鋁石的摩爾比是40-300∶1，老化的溫度為60-100℃，時(shí)間為30-900min，老化同時(shí)蒸餾分出剩余醇。
步驟(5)為，加入非離子表面活性劑溶液對(duì)老化的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，加入的表面活性劑量與水鋁石的摩爾比是0.0001-0.001∶1，濾網(wǎng)目數(shù)300-500，濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。過(guò)濾后的水經(jīng)過(guò)處理后可以循環(huán)使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于沒(méi)有使用汞鹽和氯化鋁等催化劑，避免了燒瓶的腐蝕及最終產(chǎn)物的過(guò)濾困難，低碳醇鋁可以廣泛獲得，可以通過(guò)蒸餾等方法獲得高純度，高碳醇具有不溶于水的優(yōu)點(diǎn)，后處理簡(jiǎn)單，制備工藝環(huán)保，無(wú)三廢排放。制作的一水水鋁石產(chǎn)品具有雜質(zhì)含量低，孔分布集中，晶相單一，產(chǎn)品穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；得到的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于重整催化劑和加氫催化劑載體。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1：
把20.4克異丙醇鋁、30.6克正己醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到正己醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正己醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出的正己醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入100mL去離子水和0.07g OP-10，升溫至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。
實(shí)施例2：
把20.4克異丙醇鋁、40克正辛醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到正辛醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正辛醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出正辛醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入100mL去離子水升溫和0.07g TX-10，至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。
實(shí)施例3：
把20.4克異丙醇鋁、40克異辛醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到異辛醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正己醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出異辛醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入100mL去離子水和0.03g AEO9，升溫至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。
實(shí)施例4：
把25克正丁醇鋁、30.6克正己醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到正己醇醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正己醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出正己醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入200mL去離子水和0.007g OP-10，升溫至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。
實(shí)施例5：
把25克正丁醇鋁、48克正癸醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到正癸醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正己醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出正癸醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入100mL去離子水和0.005g OP-10，升溫至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。
實(shí)施例6：
把20.4克異丙醇鋁、30.6克正己醇加入四口燒瓶，加熱回流4h，減壓蒸醇。至分水器不再有液體流出時(shí)，反應(yīng)完成，得到正己醇醇鋁。在帶攪拌的四口燒瓶中加入18mL去離子水和0.4g硫酸鋁，升溫到80度后，開(kāi)始攪拌，同時(shí)向去離子水溶液中滴加正己醇鋁，反應(yīng)時(shí)間為30min；抽出水解出正己醇，得到羥基水鋁石。燒瓶中再加入150mL去離子水和0.008g AEO7，升溫至85℃，老化12小時(shí)后過(guò)濾。濾餅在120℃干燥后粉碎，得到高純一水水鋁石。高純一水水鋁石雜質(zhì)含量和孔結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)參見(jiàn)表1。
表1