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大孔容拟薄水铝石:石油化工行业不可缺少的伴“铝”

γ-Al2O3是一种白色多孔性、具备很大的表面积的固体材料,其优异的吸附性能、表面活性、热稳定性很好地满足了催化反应需要的特性,因为被广泛地用作化学反应的催化剂和催化剂

由于目前世界范围内对原料深加工的要求在不断提高,主要能源结构逐渐向大分子和高碳方向发展。因此为了有效解决重油组分在催化剂孔道内扩散阻力过大、重金属杂质沉积而导致的催化剂活性下降或失活等问题,要求在石油化工等行业广泛使用的γ-Al2O3载体应具备大孔容和高比表面的特性——大孔容有利于大分子化合物向催化剂颗粒内部扩散,高比表面积则有利于活性金属的分散,从而提高催化剂的反应性能。

通常来讲,γ-Al2O3是通过将其前驱体“拟薄水铝石”置于400-600℃中高温脱水制得而成。由于γ-Al2O3的孔结构与前驱物的结晶度、粒子大小、聚集状态和形貌密切相关,因此若想获得大孔容和高比表面的γ-Al2O3,就应该从其根源“拟薄水铝石”的形貌开始抓起。

作为一类组成不确定、结晶不完整的由无序到有序、弱晶态到晶态的演化系列,拟薄水铝石(AlOOH·nH2O,n=0.08-0.62)的典型结构为很薄的皱折片层,也被称为凝胶状薄水铝石、假准拟一水软铝石、一水软铝石胶体或类勃姆石。

由于拟薄水铝石的孔结构也与制备过程有密切关系,因此不同方法所得产品的物性区别甚大。例如,硝酸法制备的拟薄水铝石具有孔径分布窄的特点;用碱沉淀法在合适的中和条件下则可制备出大孔大比面积的γ-Al2O3载体;而NaAlO2-CO2法则可制得孔径分布相对宽的拟薄水铝石。

虽然大孔拟薄水铝石对制备过程的要求更加苛刻,但在难度提高的同时,也意味着产品附加值高,应用优势及经济效益更加突出。由于具有合适的孔结构,因此以它制成的条强度高,磨耗低,被广泛地应用在制造加氢催化剂载体、低压加氢脱氮和脱除胶质上,同时还可以用于中低压加氢脱硫,重整装置上的脱氯。除此之外,它还可用作石油裂解催化剂半合成工艺的粘结剂,代替进口的SB铝胶。

中小孔容孔径、表面积较小的拟薄水铝石在某个特定领域的优势,甚至比大孔容孔径拟薄水铝石还要突出,最近更是因为重抓环保的缘故尤被看重——那就是汽车尾气催化领域。

汽车尾气催化剂的原理,其实利用三元催化将汽车尾气排出的COHCNOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这些气体分子都属于小分子,因此小孔径拟薄水铝石作为汽车尾气催化剂载体用胶可谓是“恰得其所”,在晶晶新材料的拟薄水铝石产品系列中,WHA-408WHA-409WHA-410型铝胶都属于此范畴,具有在高温900℃下仍具有热稳定的比表面积、选择性高、不掉皮、不掉粉的优点。