本發(fā)明屬于無機(jī)材料制備，涉及一種利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，具體地說，是一種通過對(duì)膠凝劑進(jìn)行二次乳化的預(yù)處理，降低其釋放速率，達(dá)到延長(zhǎng)熱油柱成型法制備球形氧化鋁操作時(shí)間的方法。
背景技術(shù)：
1、由于氧化鋁具有熱穩(wěn)定性好、吸附能力強(qiáng)、表面活性高、比表面積可調(diào)、孔結(jié)構(gòu)可控等特點(diǎn)，被廣泛用于催化劑載體、吸附劑等不同工業(yè)領(lǐng)域中。工業(yè)應(yīng)用對(duì)氧化鋁形貌有一定要求，常用的形狀包括球形、圓柱形、條形、三葉草形等。其中，球形氧化鋁表面光滑，裝卸料容易，方便反應(yīng)以及吸附氣流動(dòng)，裝填后床層壓降小，耐磨性好，不易粉化，且適配性強(qiáng)，幾乎可以替代任何其他形狀的催化劑或吸附劑，是目前工業(yè)應(yīng)用最廣泛的成型氧化鋁。
2、球形氧化鋁成型方法有噴霧干燥法、轉(zhuǎn)動(dòng)成球法以及油柱成型法，其中油柱成型法因其產(chǎn)品球形度高、可控性強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的成型方法。熱油柱成型方法一般流程是將前驅(qū)體鋁源加酸反應(yīng)為鋁溶膠，然后加入膠凝劑進(jìn)行混合攪拌，得到粘度和固含量合適的混合液，后將其滴入熱油柱中成球并在油浴中進(jìn)一步老化，提升其固化程度，最后經(jīng)過洗滌、干燥、焙燒得到球形氧化鋁載體。目前，常用的膠凝劑制成水溶液加入擬薄水鋁石鋁溶膠存在鋁溶膠凝膠化過快、工藝可操作時(shí)間過短的問題，無法滿足連續(xù)化工業(yè)制備的需求，因而工業(yè)化效益不高、經(jīng)濟(jì)效益較差。因此，通過將膠凝劑中的有效物質(zhì)包裹，使其緩慢釋放則成為了一種可行的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明針對(duì)目前以擬薄水鋁石為原料的球形氧化鋁熱油柱成型工藝存在的問題，提供一種利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，該方法通過對(duì)膠凝劑進(jìn)行二次乳化改性，延長(zhǎng)了以擬薄水鋁石為原料的熱油柱成型工藝的可操作時(shí)間，且其方法操作方便，穩(wěn)定性高，成本低，適合大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、一種利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其是先將膠凝劑溶液加入油相中初步乳化，制成w/o型乳液膠凝劑，然后加入水相中進(jìn)行二次乳化，制成w/o/w型多重乳液膠凝劑，再將得到的多重乳液膠凝劑與擬薄水鋁石鋁溶膠混合，通過熱油柱成型法制成球形氧化鋁。其具體包括以下步驟：
4、（1）將膠凝劑加入水中攪拌溶解配成膠凝劑水溶液，然后將其放入含有親油乳化劑的成型油中進(jìn)行初步乳化，再將所得乳液加入含有親水乳化劑的水溶液中進(jìn)行二次乳化，得到多重乳液膠凝劑；
5、（2）在擬薄水鋁石中加入水和酸，混合制成懸濁液后，經(jīng)機(jī)械研磨獲得鋁溶膠；
6、（3）在步驟（2）所得鋁溶膠中加入步驟（1）制備的多重乳液膠凝劑，攪拌混勻后將該混合液通過注射泵滴入熱油柱中形成凝膠小球，再經(jīng)老化、洗滌、干燥、焙燒，獲得球形氧化鋁。
7、進(jìn)一步地，步驟（1）所述膠凝劑為六次甲基四胺、乙二胺、尿素、碳酸銨、碳酸氫銨、四甲基氫氧化銨中的一種或幾種。
8、進(jìn)一步地，步驟（1）中所述親油乳化劑為span?80、span?85、聚異丁烯丁二酰亞胺中的一種或多種。
9、進(jìn)一步地，步驟（1）中所述成型油為真空泵油、潤(rùn)滑油、食用油、渦輪機(jī)油中的一種或幾種。進(jìn)一步地，步驟（1）中所述親水乳化劑為tween80、tween20、peg-100硬脂酸酯中的一種或多種。
10、進(jìn)一步地，步驟（1）中所述膠凝劑水溶液的濃度為20?wt.%~35?wt.%。
11、進(jìn)一步地，步驟（1）所述含有親油乳化劑的成型油中親油乳化劑的含量為3?wt.%~10?wt.%。
12、進(jìn)一步地，步驟（1）中所述初步乳化是以800?rpm~1200?rpm的轉(zhuǎn)速攪拌乳化40min~60?min。
13、進(jìn)一步地，步驟（1）初步乳化后所得乳液的油水比為2/5~10/5。
14、進(jìn)一步地，步驟（1）所述含有親水乳化劑的水溶液中親水乳化劑的含量為2?wt.%~9?wt.%。
15、進(jìn)一步地，步驟（1）中所述二次乳化是以400?rpm~800?rpm的轉(zhuǎn)速攪拌乳化20?min~30?min。
16、進(jìn)一步地，步驟（1）所得多重乳液膠凝劑的水乳比為1/3~2/1。
17、進(jìn)一步地，步驟（2）中所述酸為硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸、檸檬酸中的一種或幾種。
18、進(jìn)一步地，步驟（2）中所加入酸和水的質(zhì)量比為1:50~1:150。
19、進(jìn)一步地，步驟（2）所得懸濁液的固含量為10?wt.%~30?wt.%，其中，h+/al2o3的摩爾比為0.03~0.10。
20、進(jìn)一步地，步驟（3）中多重乳液膠凝劑的用量按其中所含膠凝劑與鋁溶膠中al2o3的摩爾比為0.01~0.1進(jìn)行換算。
21、進(jìn)一步地，步驟（3）中所述熱油柱的溫度為60?℃~140?℃，油柱高度為1?m~2.5?m。
22、進(jìn)一步地，步驟（3）中所述老化的溫度為100?℃~200?℃，時(shí)間為2?h~24?h。
23、進(jìn)一步地，步驟（3）中所述干燥的溫度為40?℃~120?℃，時(shí)間為6?h~24?h。
24、進(jìn)一步地，步驟（3）中所述焙燒的溫度為500?℃~1200?℃，時(shí)間為2?h~8?h。
25、本發(fā)明通過對(duì)膠凝劑進(jìn)行二次乳化改性包裹，可降低氨氣釋放速率，將其與擬薄水鋁石鋁溶膠混合后，混合液凝固速率降低，從而可延長(zhǎng)操作時(shí)間。
26、本發(fā)明的顯著優(yōu)勢(shì)在于：
27、（1）本發(fā)明采用成型油為油相，對(duì)膠凝劑進(jìn)行乳液改性，將膠凝劑中的有效成分包裹，后以去離子水作為水相對(duì)乳液進(jìn)行二次乳化改性，使多重乳液形式的膠凝劑能良好分散在鋁溶膠中，同時(shí)可降低氨氣的釋放速度，解決了以擬薄水鋁石為原料的熱油柱成型工藝制備球形氧化鋁載體時(shí)混合液凝固過快、可操作時(shí)間過短的問題。
28、（2）本發(fā)明方法操作方便，穩(wěn)定性高，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
1.一種利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，先將膠凝劑溶液加入油相中初步乳化，制成w/o型乳液膠凝劑，然后加入水相中進(jìn)行二次乳化，制成w/o/w型多重乳液膠凝劑，再將其與擬薄水鋁石鋁溶膠混合后，通過熱油柱成型法制成球形氧化鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（1）所述膠凝劑為六次甲基四胺、乙二胺、尿素、碳酸銨、碳酸氫銨、四甲基氫氧化銨中的一種或幾種；所述親油乳化劑為span?80、span?85、聚異丁烯丁二酰亞胺中的一種或多種；所述成型油為真空泵油、潤(rùn)滑油、食用油、渦輪機(jī)油中的一種或幾種；所述親水乳化劑為tween80、tween20、peg-100硬脂酸酯中的一種或多種。
4.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（1）中所述膠凝劑水溶液的濃度為20?wt.%~35?wt.%；所述含有親油乳化劑的成型油中親油乳化劑的含量為3?wt.%~10?wt.%；所述初步乳化是以800?rpm~1200?rpm的轉(zhuǎn)速攪拌乳化40?min~60?min；初步乳化后所得乳液的油水比為2/5~10/5；所述含有親水乳化劑的水溶液中親水乳化劑的含量為2?wt.%~9?wt.%；所述二次乳化是以400?rpm~800?rpm的轉(zhuǎn)速攪拌乳化20?min~30?min；所得多重乳液膠凝劑的水乳比為1/3~2/1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（2）中所加入酸和水的質(zhì)量比為1:50~1:150；其中，所述酸為硝酸、鹽酸、硫酸、醋酸、檸檬酸中的一種或幾種。
6.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（2）所得懸濁液的固含量為10?wt.%~30?wt.%，其中，h+/al2o3的摩爾比為0.03~0.10。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（3）中多重乳液膠凝劑的用量按其中所含膠凝劑與鋁溶膠中al2o3的摩爾比為0.01~0.1進(jìn)行換算。
8.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（3）中所述熱油柱的溫度為60?℃~140?℃。
9.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（3）中所述老化的溫度為100?℃~200?℃，時(shí)間為2?h~24?h。
10.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用多重乳液膠凝劑制備球形氧化鋁的方法，其特征在于，步驟（3）中所述焙燒的溫度為500?℃~1200?℃，時(shí)間為2?h~8?h。