[发明专利]一种核壳结构磁性微球形氧化铝及其制备方法

说明书

所属领域

本发明涉及一种核壳结构磁性微球形氧化铝及其制备方法，该磁性微球形氧化铝 可作为催化剂或催化剂载体应用于磁稳定床工艺中。

背景技术

微球形氧化铝具有优良的孔结构，大的比表面积，良好的物理强度和耐酸碱稳定 性，作为流化床和悬浮床催化剂或催化剂载体获得了越来越广泛的应用。但是，微球 形氧化铝的颗粒细小，与其它微细颗粒催化剂一样，在流化床和悬浮床工艺中是靠反 应物料的湍动和强制搅拌对反应起催化作用的，存在反应过程传质不良和反应后催化 剂难以分离回收的问题。

近年来，磁稳定床工艺作为一种新的反应形式兼有固定床和流化床的优点在国内 外得到了广泛关注，它能使具有磁性的催化剂颗粒在反应体系中沿磁力线方向均匀、 稳定地分散，改善了相间传质，从而提高了催化效率。但是目前磁稳定床工艺的催化 剂以非晶态镍合金为主，其催化组分单一，难以使磁稳定床工艺得到广泛的应用。

尖晶石型铁氧体由于其优良的磁学性能日益受到关注，将其改性后作为磁性催化 剂的磁性组分，并与氧化铝相结合可以开发出磁学性能和孔结构优良的细微催化剂及 催化剂载体，从而应用于磁稳定床工艺中。

文献[1]Synthesis of thermally stable micro spherical χ-alumina by thermal decomposition of alumina isopropoxide in mineral oil，Inorganic chemistry communications， 2003，6(7)：930-934中，通过异丙醇铝在油浴中的热分解得到了由纳米χ-Al₂O₃晶体 聚集而成的微球形氧化铝颗粒，结果表明制得的微球形氧化铝颗粒晶型完整，球形度 较高，热稳定性较好，适合作为流化床及固定床的催化剂或催化剂载体使用。然而微 球形氧化铝颗粒细小在反应过程中存在传质不良及反应后难以分离、回收的问题。

文献[2]Integration of magnetically stabilized bed and amorphous nickel alloy catalyst for CO methanation，2007，62(10)：2712-2717，表明将具有较高比表面积的非晶态镍 合金催化剂与磁稳定床工艺相结合可以明显提高CO甲烷化反应的产率及催化剂的回 收率并延长催化剂的使用寿命。然而非晶态镍合金催化剂活性组分单一，孔结构的可 调控范围有限，难以使磁稳定床工艺向非加氢领域扩展。

文献[3]本实验室在申请号为200410048063.0的专利中提供了一种磁性微球形高 分散负载金属催化剂及其制备方法和用途。其制备工艺是将经过表面包覆的尖晶石型 铁氧体分散到铝溶胶中，采用油柱成型法制备磁性微球形氧化铝，再将活性金属组份 载持到该微球形氧化铝上得到磁性催化剂。该催化剂克服了传统浸渍法负载金属催化 剂的方法存在金属比表面积较小，金属分散度相对较低的缺陷。

文献[4]本实验室在申请号为200510102791.X的专利中提出了一种经一步焙烧制 备磁性微球形氧化铝的方法。该方法省去了文献3中先将LDHs焙烧成尖晶石型铁氧 体的过程，简化了制备工艺，产品磁学性能也有所提高，可作为磁稳定床工艺的催化 剂载体使用。然而以上两篇专利都是先将磁性组分分散到铝溶胶中，再经过成型工艺 得到磁性微球形氧化铝载体，制得的磁性微球形氧化铝载体均为多核结构。此外在成 型过程中为了使分散的磁核完全包覆在氧化铝内部，磁核的加入量就受到制约，从而 导致载体中磁性物质的含量较低，磁学性能较差。因此开发一种无需成型工艺的新方 法，制备具有单核结构的磁性微球形氧化铝，通过提高磁性物种的含量来提高产品的 磁学性能有着十分重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种具有单核结构的磁性微球形氧化铝 MeFe₂O₄-SiO₂-Al₂O₃；另一目的是提供制备磁性微球形氧化铝的方法。