Способ приготовления гидроксида алюминия - RU2762564C1

Код документа: RU2762564C1

Описание

Изобретение относится к способам приготовления гидроксида алюминия со структурой, преимущественно относящейся к псевдобемиту, и может быть использовано в нефте-, газоперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, в частности, в производстве алюмооксидных адсорбентов, осушителей, носителей катализаторов и непосредственно катализаторов.

Исходным веществом для получения многих алюмооксидных адсорбентов, осушителей, носителей и катализаторов является гидроксид алюминия со структурой псевдобемита, описываемый общей формулой Al2O3⋅nH2O, где n=1,5-1,9. Существует так же хорошо окристаллизованный бемит, описываемый аналогичной химической формулой, где n=1. Применение бемита в производстве адсорбентов, осушителей, носителей катализаторов и самих катализаторов резко ограничено, так как γ-Al2O3, получаемый термической обработкой бемита, характеризуется низкими значениями удельной площади поверхности и малым объемом пор, что делает его дальнейшее использование малоэффективным.

Псевдобемит отличает от бемита несколько характеристик, а именно:

1) наличие избыточного по сравнению со стехиометрией бемита количества молекул конституционной воды, которые могут находиться как на поверхности частиц, так и в межслоевом пространстве слоистой структуры «бемита»;

2) меньший размер кристаллитов с областью когерентного рассеивания менее 10-13 нм;

3) пониженная до 400-420°С величина температуры разложения гидроксида алюминия до γ–Al2O3, что обусловлено увеличением длины водородной связи между слоями, которая в свою очередь, зависит от размеров кристаллитов.

Известно множество различных гидроксидов алюминия со структурой псевдобемита, используемых для получения алюмооксидных материалов, представляющих собой как чистый гидроксид алюминия, так и содержащий различные добавки. Добавки вводят в структуру гидроксида алюминия или на поверхность оксида алюминия, так как носители на основе оксида алюминия в настоящее время не рассматриваются как инертное дисперсное вещество, напротив, носитель на своей поверхности имеет активные центры той или иной природы, которые оказывают достаточно сильное влияние на сорбционные и каталитические характеристики оксида алюминия, или на каталитически активные металлы, в случае их нанесения на поверхность оксида алюминия.

Общим недостатком таких гидроксидов алюминия является их неоптимальный химический состав, который не позволяет получать носители с необходимыми свойствами поверхности, вследствие чего адсорбенты и катализаторы на их основе не обладают достаточной для современного уровня сорбционной или каталитической активностью.

Один из способов оптимизации характеристик гидроксидов/оксидов алюминия и продуктов на их основе заключается во введении различных элементов, например, лантана, или их соединений на стадии приготовления. Использование соединений лантана в небольших количествах при получении оксидов и гидроксидов алюминия позволяет повысить термическую стабильность получаемого термической обработкой псевдобемита γ-оксида алюминия при протекании высокотемпературных процессов, сохранить его текстурные характеристики при фазовых переходах во время высокотемпературной обработки, повысить активность катализаторов на его основе, увеличить их устойчивость к дезактивации.

Известно множество различных способов приготовления гидроксидов алюминия как с добавками химических элементов, так и без них. Ниже рассмотрены наиболее характерные изобретения.

Так, в [RU 1721990, C01F 7/02, 19.06.1995] гидроксид алюминия получают путем гидротермальной обработки гиббсита (гидраргиллита) в присутствии гидроксидов металлов (Mg или Ca) при pH=2-11 и температуре 80-200°С. Полученную массу подвергают репульпации в воде до получения суспензии с концентрацией 5-20 мас. % и распылительной сушке.

К недостаткам данного способа можно отнести отсутствие стадии отмывки исходного материала – гиббсита – от примесного натрия, который в виду особенности получения всегда содержится в гиббсите в больших количествах. Вследствие этого, гидроксид алюминия, получаемый по данному способу, содержит не менее 0,3 мас. % натрия, что исключает применение данного материала для получения большинства известных катализаторов, например гидроочистки, так как натрий в данном случае выступает в качестве каталитического яда. Кроме того, синтезированный из гидроксида алюминия, полученного по указанному выше способу, оксид алюминия характеризуется величиной влагоемкости не более 0,35 см3/г, что не позволяет использовать такой гидроксид алюминия в производстве катализаторов, например, методом пропитки, а именно таким способом получают большинство современных высокоэффективных катализаторов, используемых в нефтепереработке. Кроме того, гидроксиды металлов, используемые в данном способе, в ходе синтеза переходят в оксиды металлов, что делает их применение неэффективным.

Известен способ получения порошка моногидроксида алюминия псевдобемитной структуры, который включает в себя термохимическую активацию гиббсита [RU 2558891, C01F 7/02, 10.08.2015]. Продукты активации промывают на барабанном фильтре раствором нитрата аммония с концентрацией 0,5-5 г/л при pH менее 7-8. Отмытый продукт активации подвергают пластификации в азотнокислом растворе при pH равном 3-4, и температуре 160-170°С. После этого добавляют воду к продукту пластификации до соотношения Т:Ж=1:(5-6), и полученную суспензию подвергают распылительной сушке при 140-170°С. К недостаткам способа следует отнести необходимость проведения термохимической активации гиббсита, отсутствие стадии введения лантана, использование на производстве взрывоопасного вещества – нитрата аммония, большой унос в фильтрат твердой фазы через фильтровальную ткань барабанного фильтра, неоптимальные химический состав и состояние поверхности.

Известен способ получения порошкообразного гидроксида алюминия [RU 2167818, C01F 7/02, 27.05.2001], который включает термообработку гиббсита в потоке воздуха при 350-550°С, отмывку получаемого продукта от натрия и последующую пластификацию суспензии с концентрацией твердого продукта термообработки 8-15 мас. % и pH=1-4 с подъемом температуры суспензии на стадии пластификации от 50 до 130-200°С со скоростью 10-25°С/ч в течение 6-15 ч. Значение pH суспензии, направляемой на распылительную сушку, варьируют в интервале 4-10. Основными недостатками способа являются необходимость регулирования аммиаком pH после стадии пластификации; низкая влагоемкость оксида алюминия, получаемого термической обработкой гидроксида алюминия; неоптимальные химический состав и состояние поверхности гидроксида алюминия в виду отсутствия стадии введения лантана.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является описанный в [RU 2099135, B01J21/04, 20.12.97] способ получения стабилизированного лантаном глинозема – гидроксида алюминия. Согласно данному способу, гидроксид алюминия синтезируют из порошка глинозема, полученного быстрой дегидратацией гидроксида или оксигидроксида алюминия и повторно гидратированного в присутствии соединений лантана при температуре 95-100°С. При этом использование раствора нитрата лантана в качестве такого соединения предпочтительно. При гидратации продукта быстрой дегидратации гиббсита развивается кристаллическая фаза, называемая бемитом. Раствор нитрата лантана вводится на стадии созревания гидроксида алюминия в количестве, соответствующем 5-10 мас. % в расчете на оксид лантана по отношению к массовому содержанию исходного порошка.

К основным недостаткам способа следует отнести то, что полученный на основе такого гидроксида алюминия при 550°С порошок оксида алюминия имеет низкое значение удельной площади поверхности – 140-160 м2/г, при влагоемкости от 0,2 до 0,3 см3/г, что ограничивает его применение для получения адсорбентов и большинства катализаторов нефтепереработки, например, гидроочистки. Кроме того, раствор лантана расходуется в значительных количествах, а сам лантан содержится в составе оксида алюминия в виде отдельного химического соединения La2O3, что ухудшает диспергируемость металла на поверхности и снижает эффективность его использования.

Изобретение решает задачу разработки эффективного способа получения гидроксида алюминия, содержащего в своем составе изолированные атомы лантана.

Технический результат – получение заявленным способом гидроксида алюминия, характеризующегося наличием на своей поверхности изолированных атомов La, оптимальным химическим составом, оптимальным фазовым составом, оптимальными текстурными характеристиками прокаленного при 550°С порошка псевдобемита, заданным размером агломератов частиц.

Подобный гидроксид алюминия может быть использован в нефте-, газоперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, в частности в производстве алюмооксидных адсорбентов, осушителей, носителей катализаторов и катализаторов.

Получение изолированных атомов на поверхности – мощный и привлекательный метод с исключительными характеристиками, приводящий к резкому снижению затрат и заметному увеличению каталитической активности и селективности. Снижение затрат достигается за счет оптимального использования дополнительного элемента, а увеличение каталитической активности и селективности – за счет доступности всех изолированных атомов в процессе пропитки активным компонентом или же непосредственно в процессе каталитической реакции.

Задача решается способом приготовления гидроксида алюминия общей формулой Al2O3⋅nH2O (где n=1,5-1,9), содержащего изолированные атомы лантана, при котором сначала продукт быстрой термической обработки гидраргиллита измельчают до частиц с объемным средним диаметром 5-25 мкм, затем гидратируют в слабоконцентрированном растворе азотной кислоты, фильтруют и отмывают от примесного натрия, подвергают гидротермальной обработке в виде суспензии в водном растворе азотной кислоты и источника лантана, и после сушки получают гидроксид алюминия с общей формулой Al2O3⋅nH2O, где n=1,5-1,9, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы La размером порядка 0,1 нм, состоящие в химической связи La-O-Al, с поверхностной плотностью 2-50 атомов на 10 нм2 поверхности и отношением атомов Al к атомам La равным 50-10000; состоящий из псевдобемита и разупорядоченной χ-подобной фазы оксида алюминия; содержащий не более 0,04 мас. %, но не менее 0,001 мас. % примесного натрия; характеризующийся удельной площадью поверхности 200-300 м2/г, средним диаметром пор 8-15 нм, объемом пор 0,45-0,75 см3/г в случае его термической обработки при 550°С и представляющий собой агломераты частиц с объемным средним диаметром от 5 до 100 мкм.

В качестве источника лантана используют азотнокислый лантан в виде кристаллогидрата либо в виде раствора.

Суспензию гидроксида алюминия подвергают сушке в распылительной сушилке при температуре газа-теплоносителя 220-350°С.

В результате получают гидроксид алюминия, который:

– дополнительно содержит на своей поверхности изолированные атомы La размером порядка 0,1 нм, состоящие в химической связи La-O-Al, с поверхностной плотностью 2-50 атомов на 10 нм2 поверхности и отношением атомов Al к атомам La равным 50-10000;

– состоит с точки зрения рентгенофазового анализа из псевдобемита и разупорядоченной χ-подобной фазы оксида алюминия в следующих соотношениях, мас. %: псевдобемит 60-95, разупорядоченная χ-подобная фаза оксида алюминия 5-40;

– содержит конституционную воду в количестве 22-25 мас. %;

– содержит не более 0,04 мас. %, но не менее 0,001 мас. % примесного натрия;

– характеризуется удельной площадью поверхности Sуд 200-300 м2/г, средним диаметром пор D – 8-15 нм, объемом пор V – 0,45-0,75 см3/г в случае его термической обработки при 550°С.

– представляет собой агломераты частиц с объемным средним диаметром от 5 до 100 мкм.

Образование изолированных атомов лантана на поверхности гидроксида алюминия происходит во время гидротермального взаимодействия отмытого от примесных ионов натрия порошка быстрой термической обработки гидраргиллита и ионов лантана, содержащихся в водном растворе нитрата лантана. При этом образуется химическая связь вида La-O-Al, а сами атомы лантан равномерно диспергируется по поверхности гидроксида алюминия. После гидротермального синтеза проводят операцию по распылительной сушке суспензии, в результате чего получают порошок гидроксида алюминия с заданным размером частиц и со структурой представляющей, преимущественно, псевдобемит.

Основным отличительным признаком улучшенного гидроксида алюминия по сравнению с прототипом является наличие равномерно диспергированных атомов лантана по поверхности гидроксида алюминия. Выход соотношения числа атомов Al к числу атомов La за заявленные рамки с одной стороны приводит к неравномерному диспергированию атомов лантана по поверхности гидроксида алюминия, что ухудшает его характеристики, с другой – препятствует образованию связи La-O-Al.

Вторым отличительным признаком предлагаемого способа получения гидроксида алюминия по сравнению с прототипом является совокупность стадий переработки исходного реагента – продукта быстрой термической обработки гидраргиллита (ПБТОГ), включающее его измельчение, гидратацию, фильтрацию и отмывку, гидротермальную обработку отмытого продукта ПБТОГ в присутствии источника лантана, и распылительную сушку, обеспечивающая получение гидроксида алюминия с перечисленными выше характеристиками.

Достижение технического результата обеспечивается следующим:

1. Использование исходного продукта быстрой термической обработки гидраргиллита с требуемыми характеристиками;

2. Использование совокупности действий по предлагаемому способу, причем наиболее важная часть – введение источника лантана на стадии гидротермального синтеза при строгом соблюдении соотношения числа атомов алюминия к числу атомов лантана;

3. Использование распылительной сушки для получения агломератов частиц определенного размера.

Ниже приводится описание предлагаемого технического решения.

Берут навеску продукта быстрой термической обработки гидраргиллита (ПБТОГ), имеющего удельную площадь поверхности не менее 200 м2/г и отвечающего следующим требованиям, мас. %:

– доля гидраргиллита (гиббсита), не более 3;

– доля бемита, не более 10;

– доля разупорядоченного χ-подобного Al2O3 (рентгеноаморфная или аморфная фаза, или ρ-Al2O3), не менее 87;

– доля потери массы при прокаливании при 800°С, в пределах 6-10;

– доля оксида натрия (Na2O), не более 0,3.

Под данные требования подпадает либо продукт ЦТА (ТУ 2175-040-03533913-2007), получаемый в центробежном реакторе барабанного типа ЦЕФЛАР [RU 2264589, F26B7/00, 20.11.2005], либо термоактивированный гидроксид алюминия ТГА (ТУ 24.42.12-146-60201897-2018), получаемый в трубчатых реакторах в потоке горячих газов [RU 2219128, C01F 7/44, 20.12.2003]. Допускается использование аналогичного продукта, выпускаемого по иным ТУ, но обязательно отвечающего вышеперечисленным требованиям.

Навеску исходного материала измельчают на мельнице (шаровой, планетарной, струйной или любой другой) до агломератов частиц с объемным средним диаметром 5-25 мкм. В ряде случаев ПБТОГ используют в исходном состоянии, т.е. без измельчения, тогда фракционный состав агломератов частиц сохраняется.

Навеску ПБТОГ гидратируют при перемешивании в течение 2-4 ч в нагретых до 50±5°C слабо концентрированных растворах азотной кислоты (кислотный модуль не более 0,1). После чего полученную суспензию фильтруют под вакуумом и промывают либо дистиллированной водой, либо технически подготовленной водой, не содержащей натрия. В результате получают влажный осадок – кек.

Гидротермальную обработку кека проводят в автоклаве в водных растворах азотной кислоты с добавлением на начальном этапе заданного количества лантансодержащего источника, преимущественно азотнокислого лантана, при температуре суспензии 140-180°C в течение 6-16 ч. После завершения гидротермальной обработки суспензию охлаждают до заданной температуры, но не выше 90°С, автоклав разгружают, содержимое сосуда репульпируют дистиллированной или технически подготовленной водой до получения псевдобемитсодержащей суспензии, пригодной для распылительной сушки.

Далее проводят сушку на распылительной сушилке при температуре воздуха на входе в сушилку не выше 350°C и непрерывном перемешивании репульпированной суспензии. Готовый порошок гидроксида алюминия выгружают из приемной емкости (стакана) циклонного пылеуловителя распылительной сушилки.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 согласно известному решению [RU 2099135, B01J21/04, 20.12.97].

В качестве сырья используют порошок глинозема с удельной поверхностью, равной 390 м2/г, полученный быстрой дегидратацией гидраргиллита.

Порошок оксида алюминия подвергают созреванию, то есть повторно гидратируют путем суспензирования порошка в воде до концентрации 250 г/л и выдерживания ее в течение 24 ч при температуре 98°C, причем в начале операции к суспензии добавляют водный раствор нитрата лантана в количестве, соответствующем 5% лантана, в расчете на окись лантана, по отношению к общему весу стабилизированной конечной окиси алюминия. Величину рН доводят до значения 10 добавлением гидрата окиси аммония в начале операции.

После обработки осуществляют разделение жидкость/твердое вещество и сушат окись алюминия при 120°C 12 ч.

Полученный таким образом гидроксид алюминия подвергают четырехчасовому кальцинированию при 1200°C в окружающей атмосфере, готовый продукт имеет удельную поверхность 52 м2/г. После кальцинирования при 1200°C в течение 24 ч в окружающей атмосфере его удельная поверхность равна 28 м2/г.

Характеристики кислородсодержащего соединения по примеру 1 приведены в таблице.

Примеры 2-7 иллюстрируют предлагаемое техническое решение.

Пример 2

Гидроксид алюминия получают следующим образом. Берут 150 г порошкообразного продукта быстрой термической обработки гидраргиллита (ПБТОГ), измельчают на шаровой мельнице до агломератов частиц со средним объемным диаметром 5-25 мкм. Далее измельченный порошок гидратируют при непрерывном перемешивании в слабоконцентрированном (0,3 мас. %) растворе азотной кислоты при температуре 50±5°С в течение 2 ч.

Затем суспензию фильтруют под вакуумом с использованием воронки Бюхнера и колбы Бунзена через фильтровальную бумагу типа «Синяя лента» и промывают дистиллированной водой до остаточного содержания натрия 0,04 мас. %. В результате получают влажный осадок – кек.

Кек загружают в автоклав, в который добавляют 1,5% раствор азотной кислоты до достижения pH суспензии 1,0-2,0.

К суспензии добавляют при перемешивании раствор лантана азотнокислого (ТУ 2013-036-469133-78-2019) в количестве 25 г. Сосуд автоклава нагревают до 180°С и выдерживают в течение 16 ч. Далее сосуд автоклава охлаждают до комнатной температуры.

Суспензию гидроксида алюминия выгружают и сушат в распылительной сушилке при температуре теплоносителя на входе в сепаратор 220-350°С.

В результате получают гидроксид алюминия, содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 45-50 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La равным 50. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,5.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 2 составляет 5 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Пример 3

Аналогичен примеру 2, только гидратацию порошка ПБТОГ проводят в течение 4 ч, а фильтрацию ведут технически подготовленной водой до остаточного содержания Na 0,001 мас. %. После этого к суспензии в сосуд автоклава добавляют раствор лантана азотнокислого в количестве 12,5 г, а сосуд нагревают до 140°С и выдерживают в течение 6 ч.

В результате получают гидроксид алюминия, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 25-30 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La, равным 100. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,6.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 3 составляет 25 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Пример 4

Аналогичен примеру 2, только к суспензии в сосуд автоклава добавляют раствор лантана азотнокислого в количестве 6,3 г, при этом сосуд автоклава выдерживают при температуре 140°С в течение 16 ч.

В результате получают гидроксид алюминия, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 12-15 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La, равным 200. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,9.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 4 составляет 50 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Пример 5

Аналогичен примеру 4, только к суспензии в сосуд автоклава добавляют раствор лантана азотнокислого в количестве 3,1 г. При этом готовую суспензию гидроксида алюминия после гидротермальной обработки охлаждают до 90°С.

В результате получают гидроксид алюминия, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 8-10 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La, равным 400. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,8.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 5 составляет 100 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Пример 6

Аналогичен примеру 4, только к суспензии в сосуд автоклава добавляют лантан азотнокислый 6-водный в виде кристаллогидрата в количестве 0,45 г в пересчете на безводный лантан азотнокислый.

В результате получают гидроксид алюминия, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 6-7 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La, равным 1000. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,8.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 6 составляет 75 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Пример 7

Аналогичен примеру 6, только к суспензии в сосуд автоклава добавляют лантан азотнокислый 6-водный в виде кристаллогидрата в количестве 0,05 г в пересчете на безводный лантан азотнокислый.

В результате получают гидроксид алюминия, дополнительно содержащий на своей поверхности изолированные атомы лантана с размером порядка 0,1 нм, с поверхностной плотностью 5 атомов лантана на 10 нм2 и отношением атомов Al к атомам La, равным 10000. Значение n в формуле Al2O3⋅nH2O составляет 1,8.

Объемный средний диаметр агломератов частиц гидроксида алюминия D по примеру 7 составляет 40 мкм.

Остальные характеристики гидроксида алюминия приведены в таблице.

Таким образом, как видно из примеров 2-7, предлагаемый способ позволяет получать гидроксид алюминия, содержащий изолированные атомы лантана на своей поверхности, что открывает широкие возможности для получения эффективных и перспективных адсорбентов, носителей и катализаторов на его основе.

Таблица -Характеристики гидроксидов алюминия по примерампримерОтношение атомов Al к атомам LaПоверхностная плотность атомов La на 10 нм2 поверхности, атомыФазовый состав Al2O3⋅nH2O, мас. %Na, мас. %Текстурные характеристики прокаленного при 550°С Al2O3⋅nH2Oпсевдобемитχ-подобная фаза Al2O3Sуд, м2D, нмV, см31Изолированные атомы La отсутствуютДанные фазы отсутствуют0,228200,125045-5060400,0420015,00,75310025-3075250,0012449,40,45420012-1580200,042529,20,6054008-1085150,042529,10,59610006-790100,042379,60,5871000059550,043008,00,57

Реферат

Изобретение может быть использовано в производстве алюмооксидных адсорбентов, осушителей, носителей катализаторов и катализаторов. Для приготовления содержащего изолированные атомы лантана гидроксида алюминия продукт быстрой термической обработки гидраргиллита измельчают до частиц с объёмным средним диаметром 5-25 мкм, затем гидратируют в 0,3 мас.% растворе азотной кислоты, фильтруют и отмывают от примесного натрия. Влажный осадокподвергают гидротермальной обработке в виде суспензии в водном растворе азотной кислоты и источника лантана. После сушки получают гидроксид алюминия с общей формулой Al2O3⋅nH2O, где n=1,5-1,9, состоящий из псевдобемита и разупорядоченной χ-подобной фазы оксида алюминия при соотношении данных фаз, мас.%: 60-95 псевдобемит, 5-40 разупорядоченная χ-подобная фаза оксида алюминия. Гидроксид алюминия содержит на своей поверхности изолированные атомы La с поверхностной плотностью 2-50 атомов на 10 нм2 поверхности и отношением атомов Al к атомам La равным 50-10000, включает конституционную воду, содержит примесный Na в диапазоне 0,001-0,04 мас.%. Удельная площадь поверхности после прокаливания при 550°С составляет 200-300 м2/г, средний диаметр пор - 8-15 нм, объем пор - 0,45-0,75 см3/г. Изобретение позволяет повысить каталитическую активность и селективность гидроксида алюминия, снизить затраты на его получение. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Формула

1. Способ приготовления гидроксида алюминия, содержащего изолированные атомы лантана, характеризующийся тем, что сначала продукт быстрой термической обработки гидраргиллита измельчают до частиц с объёмным средним диаметром 5-25 мкм, затем гидратируют в 0,3 мас.% растворе азотной кислоты, фильтруют и отмывают от примесного натрия, затем влажный осадокподвергают гидротермальной обработке в виде суспензии в водном растворе азотной кислоты и источника лантана и после сушки получают гидроксид алюминия с общей формулой Al2O3⋅nH2O, где n=1,5-1,9, состоящий из псевдобемита и разупорядоченной χ-подобной фазы оксида алюминия при соотношении данных фаз, мас.%: 60-95 псевдобемит, 5-40 разупорядоченная χ-подобная фаза оксида алюминия; содержащий на своей поверхности изолированные атомы La с поверхностной плотностью 2-50 атомов на 10 нм2 поверхности и отношением атомов Al к атомам La равным 50-10000; включающий конституционную воду, содержащий примесный Na в диапазоне 0,001-0,04 мас.%; удельная площадь поверхности после прокаливания при 550°С составляет 200-300 м2/г, средний диаметр пор - 8-15 нм, объем пор - 0,45-0,75 см3/г.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного продукта быстрой термической обработки гидраргиллита используют продукт со следующими характеристиками, мас.%: гидраргиллита не более 3, бемита не более 10, разупорядоченного χ-подобного Al2O3, также называемого рентгеноаморфной или аморфной фазой, или ρ-Al2O3 не менее 87; доля потери массы при прокаливании при 800°С в пределах 6-10, доля оксида натрия не более 0,3, удельная площадь поверхности не менее 200 м2/г.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника лантана используют азотнокислый лантан в виде кристаллогидрата или в виде раствора.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидротермальную обработку влажного осадка проводят в автоклаве в водных растворах азотной кислоты с добавлением на начальном этапе заданного количества лантансодержащего источника, при температуре суспензии 140-180°C в течение 6-16 ч.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что суспензию гидроксида алюминия подвергают сушке в распылительной сушилке при температуре газа-теплоносителя 220-350°С.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный гидроксид алюминия содержит конституционную воду в количестве 22-25 мас.%.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученный гидроксид алюминия представляет собой агломераты частиц с объемным средним диаметром от 5 до 100 мкм.

Авторы

Патентообладатели

0
0
0
0
Невозможно загрузить содержимое всплывающей подсказки.
Поиск по товарам