[发明专利]一种金属铝-α相氧化铝复合材料的低温焙烧制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种金属铝‑α相氧化铝复合材料的制备方法及应用。所述的复合材料是由金属铝及其表面上的α相氧化铝层组成，其中的α相氧化铝所占的质量百分比为0.1～50％。该复合材料的制备是首先通过金属铝与水的氧化反应实现铝的氢氧化物在金属铝表面的原位生长，然后对生成的铝的氢氧化物进行低温焙烧转晶。本发明可以在较低温度下(660～1000℃)实现铝的氢氧化物转晶生成α相氧化铝。本发明提供的复合材料具有导热性好、渗透率高、易于成型、易于装填、易于存放等优点，是一种优良的催化剂载体，可作为催化剂载体用于制备负载活性金属或负载活性金属及助剂金属氧化物的催化剂。

技术领域

本发明属于材料合成领域，具体涉及一种金属铝-α相氧化铝复合材料的制备方法及应 用，具体说，首先通过金属铝与水的氧化反应实现铝的氢氧化物在金属铝表面的原位生长， 然后对生成的铝的氢氧化物进行低温焙烧转晶得到金属铝-α相氧化铝复合材料，可以用作 一种优良的催化剂载体。

背景技术

氧化铝是目前世界上应用最广泛的无机化工产品之一。由于α相氧化铝(α-Al2O3)表 面惰性、热稳定性好、比表面积小、机械强度高等特点，使其可以作为一种优良的催化剂载体，在能源化工、环境保护等领域的应用十分广泛。通常，α-Al2O3主要由三水铝石、拜 耳石和拟薄水铝石经过1200℃以上的高温焙烧制得，其合成过程中的高温、高能耗问题一 直引起人们的广泛关注。目前公开的α-Al2O3制备方法尝试通过改变前驱体、加入烧结助剂 和采用微波工艺等达到降低能耗、节约成本的目的，但其仍需达到相当高的焙烧温度才能 制得α-Al2O3，实质上并没有找到一种有效降低能耗并节约成本的方案。中国发明专利201210387175.3公开了一种以铝溶胶为前驱体制备α-Al2O3载体的方法，其需要在1200～1500℃焙烧得到所述的α-Al2O3载体。中国发明专利201210077735.5提出了一种低温热压快速烧结高热导率氧化铝的方法，其添加二氧化硅和碳酸锂作为烧结助剂，但其所需的烧结温度仍然高达1370℃。中国专利201110121869.8公开了一种微波快速烧结高强氧化铝陶瓷的 方法，其结合微波工艺可在10-30分钟内实现氧化铝的快速烧结，然而其仍需达到1400～ 1600℃的高温。

另外，微结构化催化剂和反应器(Microstructured Catalyst or CatalyticReactors,MCRs) 在多相催化领域的研究正在受到越来越多的关注。MCRs技术已被广泛证实能显著优化固体 催化剂床层的流体力学行为和提高催化剂床层内部的传质/传热性能。α-Al2O3是一种优异的 催化剂载体，在能源化工、环境保护等领域的应用十分广泛。研制和开发金属铝-α相氧化 铝复合材料，对解决α-Al2O3催化材料在能源化工反应过程应用中存在的强烈热效应和传质 限制等问题，具有重要价值和广泛应用前景。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种金属铝-α相氧化铝复合材料 的制备方法及应用，以解决α相氧化铝合成过程中的高温、高能耗问题，同时满足α相氧化 铝材料在能源化工反应过程中需要快速移热、无扩散限制、高通量、低压降等特殊要求。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：