中國粉體網(wǎng)訊 剛剛在知乎上看到了一個問題。
”為什么用氧化鋁做載體？”僅此十字，無其它前言后語。
這可把底下的一位熱心答主給惹毛了，小編隔著屏幕都能感受到這位答主抑制不住的“憤怒”，他答：
“這種問題真夠難回答的！也不說清楚是做哪方面的載體，你讓我怎么回答！”
好過癮的回答！好實在的答主！
確實，氧化鋁具有多孔性、大比表面積、高分散性等優(yōu)點，在很多領(lǐng)域被用作催化劑載體，但是，只有說清楚了應(yīng)用領(lǐng)域，才能更有針對性的回答以上那個問題。那好，今天我們就先從它的應(yīng)用領(lǐng)域開始，聊一聊氧化鋁載體。
（圖片來源：山東山鋁頤豐鋁基新材料股份有限公司）
應(yīng)用舉例
氧化鋁載體是指白色粉末狀或已成型的氧化鋁固體，是一類使用最為廣泛的催化劑載體，約占工業(yè)上負(fù)載型催化劑的70%，比如在加氫精制、加氫裂化、催化重整制芳烴、催化燃燒、甲烷水蒸氣重整制氫、乙烯環(huán)氧化反應(yīng)和汽車尾氣控制等領(lǐng)域。催化劑載體的常用形狀包括：柱狀、環(huán)狀、球狀、壓片狀、顆粒狀以及擠條狀等等。一般其分為以下幾類：高溫氧化鋁載體；相互作用型載體；起協(xié)同作用或雙功能載體。以下為幾個應(yīng)用方向。
1、在汽車尾氣催化劑載體中的應(yīng)用
汽車尾氣所排放的主要污染物為：CO，NOx，CxHy和Pb等，NOx和碳?xì)浠衔锸軓娮贤饩�照射后，還會產(chǎn)生新的二次污染—光化學(xué)煙霧，由光化學(xué)煙霧所造成的直接或間接經(jīng)濟損失都很大。避免產(chǎn)生光化學(xué)煙霧的重要途徑是對汽車排放尾氣進(jìn)行前期治理。目前的最好辦法是在汽車尾氣排放管上安裝催化裝置，使不飽和的炭氫化合物、氮氧化合物轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡偷幕衔铮趸X正是此轉(zhuǎn)化過程催化劑的優(yōu)良載體。
2、在草酸酯合成催化劑中的應(yīng)用
CO氣相偶聯(lián)合成草酸酯工藝的關(guān)鍵技術(shù)是高效催化劑的研制，氧化鋁是該反應(yīng)中應(yīng)用最廣泛的催化劑載體材料之一。制備合適的氧化鋁載體是開發(fā)CO氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯用催化劑的核心性能，優(yōu)異的氧化鋁可提高催化劑的活性和選擇性。
3、在催化裂化(FCC)催化劑中的應(yīng)用
活性氧化鋁是一種重要的基質(zhì)材料，作為固體酸添加到裂化催化劑基質(zhì)中，不僅可以改善基質(zhì)活性，而且可以充分利用對高嶺土和分子篩的粘結(jié)作用，制備出具有基質(zhì)活性和較好抗磨性的催化劑。
氧化鋁載體的制備方法
氧化鋁載體的制備過程很大程度上決定了其孔結(jié)構(gòu)的分布。氧化鋁載體制備方法主要有兩種：擬薄水鋁石脫水法和溶膠—凝膠法。
1、擬薄水鋁石脫水法
擬薄水鋁石脫水方法是將擬薄水鋁石在高溫下煅燒，脫去水后形成氧化鋁。根據(jù)原料不同，可分為沉淀法、碳化法和醇鋁水解法。
（1）沉淀法
沉淀法是制備擬薄水鋁石的常見方法，根據(jù)沉淀劑不同可分為堿沉淀法和酸沉淀法。具體制備過程為：以鋁鹽或鋁酸鹽為原料，用堿從鋁鹽溶液中沉淀出一水合氧化鋁(堿沉淀)，或用酸從鋁酸鹽溶液中沉淀出一水合氧化鋁(酸沉淀)，沉淀物經(jīng)洗滌、干燥、煅燒后獲得擬薄水鋁石。
（2）碳化法
碳化法是利用CO2和偏鋁酸鈉反應(yīng)制備擬薄水鋁石，反應(yīng)如下：
水合氧化鋁Al(OH)3經(jīng)老化后可得擬薄水鋁石。
（3）醇鋁水解法
醇鋁水解法廣泛用于制備高純度擬薄水鋁石。該方法通過醇鋁水解形成一水合氧化鋁，經(jīng)老化、過濾、干燥，即可得擬薄水鋁石，產(chǎn)品純度高、結(jié)晶度較好，且粒徑均一、孔徑分布集中，由完整度高的球形顆粒聚集而成。但該工藝較復(fù)雜，且所用有機溶劑有一定的毒性，難回收。
2、溶膠—凝膠法
隨著對材料合成工藝研究的不斷深入，溶膠—凝膠法載體制備發(fā)展迅猛。溶膠—凝膠法是以金屬有機化合物或無機鹽為前驅(qū)體，加入純水或有機溶劑配成溶液，反應(yīng)后形成溶膠，溶膠經(jīng)凝膠化、干燥、焙燒等步驟，最終得到氧化鋁。
綜上所述，氧化鋁制備工藝目前依舊是在傳統(tǒng)工藝(擬薄水鋁石脫水法)上改進(jìn)，其中碳化法因經(jīng)濟環(huán)保，成為生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁的主要方法。溶膠—凝膠法所制氧化鋁具有更均一的孔徑分布，受到重視，是一種具有潛力的方法，但需改良制備工藝才能實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
氧化鋁載體的擴孔方法
隨著石油越來越劣質(zhì)，重質(zhì)/劣質(zhì)大分子成分越來越多，需對氧化鋁進(jìn)行改性以達(dá)到高效的催化性能。
加氫催化過程中，使用不同孔徑的催化劑處理不同餾分的油品。處理重質(zhì)油品時，大分子穿過孔道到達(dá)活性位點是控速步驟，因此需擴大氧化鋁載體孔道。擴孔可使大分子更易穿過(降低傳質(zhì)阻力)，充分利用載體的活性位點，增強抗結(jié)焦能力。但目前市場上多數(shù)氧化鋁為小孔徑(小于10nm)，孔徑分布單一且較寬，反應(yīng)過程中小孔會限制物質(zhì)傳輸，易發(fā)生結(jié)焦，降低催化劑壽命，無法滿足需求。因此制備適宜的大孔氧化鋁載體受到越來越多關(guān)注。控制氧化鋁孔結(jié)構(gòu)的主要方法有自組裝法、水熱處理法和擴孔劑法等。
結(jié)束語
隨著氧化鋁載體在化工、環(huán)保領(lǐng)域中應(yīng)用的不斷擴展，對氧化鋁的制備工藝更新，開發(fā)低成本、綠色環(huán)保的工藝，對氧化鋁的孔徑和孔徑分布進(jìn)行控制，提高氧化鋁的熱穩(wěn)定性，制備納米氧化鋁，可以使氧化鋁載體更好地滿足實際生產(chǎn)需要。
參考來源：
[1]孫克寧等.氧化鋁載體改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展
[2]李強.活性氧化鋁在FCC催化劑中的應(yīng)用研究
[3]李凱歌等.氧化鋁載體在草酸酯合成催化劑中的應(yīng)用
[4]陳瑋等.氧化鋁在汽車尾氣催化劑載體中的應(yīng)用研究
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