催化劑用介孔氧化鋁的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車(chē)尾氣凈化催化劑領(lǐng)域，具體說(shuō)是催化劑用介孔氧化鋁的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車(chē)保有量的增加，汽車(chē)向大氣中排放的CO、HC、NOx越來(lái)越多。目前，許多國(guó)家已經(jīng)對(duì)汽車(chē)尾氣排放采取了嚴(yán)格的控制排放措施。因此汽車(chē)尾氣的處理日益成為重要的課題。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)汽車(chē)尾氣排放的控制是通過(guò)加裝催化凈化器來(lái)實(shí)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?；罨繉硬牧铣Ｓ玫挠衁-Al2O3、介孔氧化鋁、T12和S12等。由于介孔氧化鋁價(jià)格便宜，制備工藝簡(jiǎn)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(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供操作簡(jiǎn)單、制備成本低且制備質(zhì)量較好的催化劑用介孔氧化鋁的制備方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:催化劑用介孔氧化鋁的制備方法，其包括以下步驟:
(1)將模板劑溶于去離子水中，待用；
(2)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；
(3)在上述溶膠中滴加La(NO3) 3.9Η20，再將其在攪拌的條件下滴加至待用的模板劑溶液中進(jìn)行混合，然后加入濃氨水，并繼續(xù)攪拌；
(4)將上述混合溶液倒入高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)；
(5)將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌、干燥，再焙燒。
[0005]作為優(yōu)選，所述模板劑為CTAB。
[0006]作為優(yōu)選，所述模板劑為Ρ123。
[0007]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)。
[0008]作為優(yōu)選，采用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值至9以上。
[0009]作為優(yōu)選，La (NO3) 3占溶液總質(zhì)量的2%—4%。
[0010]作為優(yōu)選，混合溶液在50°C _60°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)6h_8h。
[0011]作為優(yōu)選，干燥溫度為90°C —110°C。
[0012]作為優(yōu)選，焙燒溫度為550°C _650°C，焙燒時(shí)間為3h — 5h。
[0013]從以上技術(shù)方案可知，本方法在滴加氨水時(shí)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。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)介紹催化劑用介孔氧化鋁的制備方法，其包括以下步驟: 首先，將模板劑CTAB或P123溶于50°C的去離子水中，待用；同時(shí)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。
[0015]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+:NH3=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)行混合并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至9以上。這樣制得的溶膠可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定放置，符合浸漬要求。作為優(yōu)選，La (NO3)3占溶液總質(zhì)量的2%—4%。
[0016]然后，將混合溶液在50°C _60°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)6h_8h，反應(yīng)完全后將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；接著，采用90°C —110°C的溫度干燥；最后，采用550°C -650°C溫度焙燒3h — 5h，從而制得高比表面積、質(zhì)量較好的介孔氧化鋁活化涂層材料。
[0017]實(shí)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)3.9Η20，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)行混合并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至10 ;然后，將混合溶液在50°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)6h，再將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；然后在90°C的溫度下干燥，最后在550°C的溫度下焙燒3h，獲得介孔氧化鋁的比表面積為376.21m2/g，平均孔徑為6.2nm。
[0018]實(shí)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)3.9Η20，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)行混合并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至9 ;然后，將混合溶液在60°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)7h，再將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；然后在100°C的溫度下干燥，最后在600°C的溫度下焙燒4h，獲得介孔氧化鋁的比表面積為398.96m2/g，平均孔徑為4.8nm。
[0019]實(shí)施例3
配比P123和Al (NO3)3.9Η20，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AI (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A13+:NH 3= 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)行混合并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至10 ;然后，將混合溶液在50°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)8h，再將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；然后在100°C的溫度下干燥，最后在550°C的溫度下焙燒4h，獲得介孔氧化鋁的比表面積為383.09m2/g，平均孔徑為5.lnm。
[0020]實(shí)施例4 配比P123和Al (NO3)3.9Η20，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)行混合并攪拌，再用濃氨水調(diào)節(jié)溶液的PH值至10 ;然后，將混合溶液在60°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)7h，再將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌；然后在110°C的溫度下干燥，最后在650°C的溫度下焙燒5h，獲得介孔氧化鋁的比表面積為362.31m2/g，平均孔徑為5.6nm
上述實(shí)施方式僅供說(shuō)明本發(fā)明之用，而并非是對(duì)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(xiàng)】
1.催化劑用介孔氧化鋁的制備方法，其包括以下步驟: (1)將模板劑溶于去離子水中，待用；(2)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； (3)在上述溶膠中滴加La(NO3) 3.9Η20，再將其在攪拌的條件下滴加至待用的模板劑溶液中進(jìn)行混合，然后加入濃氨水，并繼續(xù)攪拌； (4)將上述混合溶液倒入高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)； (5)將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌、干燥，再焙燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述模板劑為CTAB。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述模板劑為Ρ123。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:Al(NO 3) 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1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1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:混合溶液在50°C_60°C的聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜反應(yīng)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(shí)間為3h—5h0
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及汽車(chē)尾氣凈化催化劑領(lǐng)域，具體說(shuō)是催化劑用介孔氧化鋁的制備方法，其包括將模板劑溶于去離子水中，待用；將Al（NO3）3·9H2O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；在上述溶膠中滴加La（NO3）3·9H2O，再將其在攪拌的條件下滴加至待用的模板劑溶液中進(jìn)行混合，然后加入濃氨水，并繼續(xù)攪拌；將上述混合溶液倒入高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)；將反應(yīng)產(chǎn)物用乙醇洗滌、干燥，再焙燒。本方法在滴加氨水時(shí)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。
【IPC分類(lèi)】C01F7-02, B01J23-10, B01J35-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104741152
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510074436
【發(fā)明人】易鑒榮, 林荔琍, 唐臻, 吳堅(jiān)
【申請(qǐng)人】柳州豪祥特科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年2月12日