大孔容擬薄水鋁石：石油化工行業(yè)不可缺少的伴“鋁”
由于目前世界范圍內(nèi)對原料深加工的要求在不斷提高，主要能源結(jié)構(gòu)逐漸向大分子和高碳方向發(fā)展。因此為了有效解決重油組分在催化劑孔道內(nèi)擴(kuò)散阻力過大、重金屬雜質(zhì)沉積而導(dǎo)致的催化劑活性下降或失活等問題，要求在石油化工等行業(yè)廣泛使用的γ-Al2O3載體應(yīng)具備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劑顆粒內(nèi)部擴(kuò)散，高比表面積則有利于活性金屬的分散，從而提高催化劑的反應(yīng)性能。
通常來講，γ-Al2O3是通過將其前驅(qū)體“擬薄水鋁石”置于400-600℃中高溫脫水制得而成。由于γ-Al2O3的孔結(jié)構(gòu)與前驅(qū)物的結(jié)晶度、粒子大小、聚集狀態(tài)和形貌密切相關(guān)，因此若想獲得大孔容和高比表面的γ-Al2O3，就應(yīng)該從其根源“擬薄水鋁石”的形貌開始抓起。
作為一類組成不確定、結(jié)晶不完整的由無序到有序、弱晶態(tài)到晶態(tài)的演化系列，擬薄水鋁石(AlOOH·nH2O,n=0.08-0.62)的典型結(jié)構(gòu)為很薄的皺折片層，也被稱為凝膠狀薄水鋁石、假準(zhǔn)擬一水軟鋁石、一水軟鋁石膠體或類勃姆石。
由于擬薄水鋁石的孔結(jié)構(gòu)也與制備過程有密切關(guān)系，因此不同方法所得產(chǎn)品的物性區(qū)別甚大。例如，硝酸法制備的擬薄水鋁石具有孔徑分布窄的特點(diǎn)；用堿沉淀法在合適的中和條件下則可制備出大孔大比面積的γ-Al2O3載體；而NaAlO2-CO2法則可制得孔徑分布相對寬的擬薄水鋁石。
雖然大孔擬薄水鋁石對制備過程的要求更加苛刻，但在難度提高的同時(shí)，也意味著產(chǎn)品附加值高，應(yīng)用優(yōu)勢及經(jīng)濟(jì)效益更加突出。據(jù)江蘇晶晶新材料有限公司的俞杰總經(jīng)理介紹，以他司出品的WHA-413、WHA-415、WHA-417、WHA-418、WHA-419、WHA-421、WHA-423系列產(chǎn)品為例，它們都有大孔容、高比表面積等特點(diǎn)，由于具有合適的孔結(jié)構(gòu)，因此以它制成的條強(qiáng)度高，磨耗低，被廣泛地應(yīng)用在制造加氫催化劑載體、低壓加氫脫氮和脫除膠質(zhì)上，同時(shí)還可以用于中低壓加氫脫硫，重整裝置上的脫氯。除此之外，它還可用作石油裂解催化劑半合成工藝的粘結(jié)劑，代替進(jìn)口的SB鋁膠。
其實(shí)也不是，據(jù)俞杰總經(jīng)理介紹，中小孔容孔徑、表面積較小的擬薄水鋁石在某個(gè)特定領(lǐng)域的優(yōu)勢，甚至比大孔容孔徑擬薄水鋁石還要突出，最近更是因?yàn)橹刈キh(huán)保的緣故尤被看重——那就是汽車尾氣催化領(lǐng)域。
汽車尾氣催化劑的原理，其實(shí)利用三元催化將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮?dú)?。由于這些氣體分子都屬于小分子，因此小孔徑擬薄水鋁石作為汽車尾氣催化劑載體用膠可謂是“恰得其所”，在晶晶新材料的擬薄水鋁石產(chǎn)品系列中，WHA-408、WHA-409、WHA-410型鋁膠都屬于此范疇，具有在高溫900℃下仍具有熱穩(wěn)定的比表面積、選擇性高、不掉皮、不掉粉的優(yōu)點(diǎn)。
值得一提的是，為了更好地應(yīng)用于汽車尾氣凈化領(lǐng)域，WHA-409內(nèi)更是添加了耐溫助劑，這使得它在1050℃高溫下仍能具有＞80m2/g的比表面積，其性能與德國的SB粉，美國的汽車尾氣凈化催化劑載體用膠相當(dāng)，甚至在某些指標(biāo)還能超越它們。
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