唐林

（青島科技大學化學與分子工程學院，山東青島266042）

大孔氧化鋁載體制備條件的研究

唐林

（青島科技大學化學與分子工程學院，山東青島266042）

本文以擬薄水鋁石為原料，槽法炭黑為擴孔劑制備了大孔氧化鋁載體，并對制備條件進行了研究，找到了制備條件對載體孔結構及強度的影響規(guī)律。

大孔氧化鋁；孔結構

作為一種重要的催化劑載體材料，Al2O3在石油加工業(yè)中始終扮演重要的角色。在催化劑中，載體材料不僅起到負載活性組分的作用，同時給催化劑提供適宜的結構，從而更有效地發(fā)揮催化劑的作用。在石油加工，特別是石油精制過程中，往往需要脫除原料油中的重金屬，如鎳、釩、砷等，而對于脫金屬催化劑，隨著金屬化合物逐漸沉積，極易堵塞催化劑孔道。特別容易堵塞直徑小于10nm的小孔。如果催化劑的孔容大部分都由小孔部分提供，那么上述金屬化合物的沉積將造成催化劑活性表面迅速下降，從而導致失活。因此，研制一種具有較大孔徑的氧化鋁載體十分必要。據(jù)有關文獻記載[1]，擴孔劑的加入可很大程度提高氧化鋁的平均孔徑，特別是大幅度提高100nm以上的孔容占有率，但過多的加入又會造成載體強度較差。

本文通過在載體成型過程中加入擴孔劑的方法制備大孔氧化鋁載體材料，并對其制備條件對載體結構及強度的影響進行了考察。

1 實驗部分

1.1 測試方法及儀器

載體強度的測定:儀器采用ZQJ智能強度實驗機。取50粒0.5cm長條，測其徑向強度，并取其平均值，單位N·cm-1。

載體孔結構的測定：使用美國進口ASAP2400自動物理吸附儀，BET法測量（孔半徑范圍在1000A以下）。

1.2 制備工藝

選擇在載體的成型過程中擴孔的方法對載體進行改性，以山東齊魯石油化工公司生產(chǎn)的擬薄水鋁石（SD粉）為原料，槽法炭黑粉為擴孔劑按專利方法[2]制備大孔、高強度氧化鋁載體。制備流程見圖1。

圖1 載體制備流程圖Fig.1Producing scheme of the carrier

2 結果與討論

2.1 載體制備工藝條件的研究

以SD粉為原料，槽法炭黑粉為擴孔劑按上述路線分別制成相同尺寸與形狀的載體，分別考察了擴孔劑用量、焙燒溫度對所制備的氧化鋁載體結構的影響，見圖2～4。

圖2 擴孔劑加入量對載體平均孔徑的影響Fig.2Effection of pore enlarger amount on the average pore size

圖3 培燒溫度對載體比表面積的影響Fig.3Effection of calcination temperature on the surface of carrier

圖4 擴孔劑加入量對載體強度的影響Fig.4Effection of pore enlarger amount on the strength of carrier

分析圖2～4可以發(fā)現(xiàn)，在改善載體孔徑方面，擴孔劑的加入量與載體焙燒溫度都有很大的影響。隨著擴孔劑量的增加和焙燒溫度的提高，載體平均孔徑增大，這是因為擴孔劑的加入量較高時，它在載體中以較大的顆粒存在，高溫焙燒后，則留下較大的孔隙，從而形成大孔；而隨著載體焙燒溫度的提高，小孔徑的孔穴會燒結，這樣載體中的小孔減少，從而導致載體的平均孔徑增大。

對于載體的比表面積，擴孔劑的加入量對其影響表現(xiàn)為兩種趨勢：當焙燒溫度較低時，載體比表面隨擴孔劑加入量的增加而增大，而當焙燒溫度增高到一定程度后載體比表面與擴孔劑加入量之間的關系無明顯規(guī)律性，這可能是由于擴孔和焙燒過程對載體表面積的影響不同而造成的。一方面，由于擴孔，使載體孔增加，可以在一定程度上提高載體的表面積，而焙燒過程中又會由于載體中小孔的燒結而使表面積下降。

焙燒溫度對載體的比表面積影響較大，隨著溫度的升高，比表面積降低，這主要是因為高溫有利于載體小孔燒結，大孔形成，比表面積也就隨之下降。所以，為了保證載體具有較高的比表面積，焙燒溫度不宜過高。

對載體的耐壓強度的影響方面，主要因素是擴孔劑的加入量，過高則造成載體強度大幅度下降，無法滿足工業(yè)運轉的需要。

2.3 載體形狀及尺寸對強度的影響

將同種物料經(jīng)不同孔板擠壓成條，在相同的條件下進行干燥和焙燒，制得了4種不同尺寸的三葉草形和圓柱形的載體條，并將測得的強度結果列于表1。由試驗結果可以看出，三葉草形載體強度明顯高于同等半徑的圓柱形載體。

表1 載體表觀形狀對強度的影響Tab.1Effeet of supperter shapes on strength

3 結論

（1）利用擴孔劑對氧化鋁進行改性，可以制備出具有大孔結構的氧化鋁載體；

（2）隨著擴孔劑量的增加和焙燒溫度的提高，載體平均孔徑增大；

（3）擴孔劑用量是載體強度的主要影響因素，隨著擴孔劑量的增加，載體強度明顯下降；

（4）載體的形狀及尺寸對載體強度有影響，三葉草形載體強度明顯高于同等半徑的圓柱形載體。

［1］朱洪法.催化劑成型［M］.中國石化出版社,1992.1.

［2］王旭，唐林，李崇慧，合金，南軍，段為宇.一種大孔氧化鋁載體及其制備方法［P］.ZL98114347.4.

Study on preparation conditions of alumina with large pore

TANG Lin
（College of Chemistry and Molecular Engineering，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266042，China）

Alumina with large pore was prepared using pseudo boehmite.Carbon black was used as poer enlarger.The preparation conditions were studied and the dominant influencing factors about the pore structure and the strength of the alumina carrier were found out.

alumina with large pore；pore structure

O643.3

A

1002-1124（2014）01-0056-00

2013-10-28

唐林（1965-），女，碩士，副教授，1988年畢業(yè)于南開大學化學系物理化學專業(yè)，現(xiàn)從事物理化學教學及科研工作。