编号：FTJS107580
篇名： 蜂窝状氧化铝成型工艺研究
作者： 徐红亮
关键词： 氧化铝; 成型; 蜂窝状; 介孔;
机构：大连理工大学
摘要： 在石油化工行业中,活性氧化铝经常被用作吸附剂、催化剂及催化剂载体。工业上常用的氧化铝载体形貌有蜂窝状、柱状、三叶草形和球形等。其中,蜂窝状氧化铝载体具有床层压降低、传质效率高、放大效应小的优势,被广泛的应用于化工、环保等领域。蜂窝状氧化铝常用挤出成型法制备。挤出成型工艺可以通过切刀切取合适的载体长度,达到控制长度的效果,并且挤出的样品直径还可以通过更换模具进行调控。本文探究了制备蜂窝状氧化铝的挤出成型工艺,优化了模具结构与干燥工艺,所制备的产品强度高、比表面积大、线性收缩率低。具体研究结果如下: （1）本文使用拟薄水铝石粉体为氧化铝前驱体,通过添加胶溶剂、粘结剂、润滑剂制备塑性泥料,采用挤出成型工艺制备蜂窝状氧化铝载体。考察了粘结剂用量、胶溶剂种类、水的添加量、醋酸添加量和模具结构对成型蜂窝状氧化铝结构性质的影响。当粘结剂（羟丙基甲基纤维素）添加量与拟薄水铝石质量比为0.050时,所制备蜂窝状氧化铝结构完好。使用醋酸作为胶溶剂可以制备出孔径集中、比表面积大、强度高的蜂窝状氧化铝。当水的添加量与粉体质量比为0.80,酸添加量与粉体质量比为0.025时,由4×4和9×9的蜂窝模具所制备的样品强度高,分别可达到9.18 MPa和5.97 MPa。研究发现模具开口面积越大,所制备的样品比表面积越小。使用多段式干燥方法,样品室温干燥失水率大于55%时,放入烘箱内25℃干燥6 h、50℃干燥3 h,在保证样品完整性的前提下减少干燥时间。将模具更换为外圆内方模具,并加装带有垛口的矫正模具,提高了蜂窝外形的规整度。 （2）为了制备线性收缩率低的蜂窝状氧化铝,并对其介孔结构进行改善,将主体粉体拟薄水铝石改变为拟薄水铝石与γ-Al2O3复配制备蜂窝状氧化铝。制备的样品线性收缩率显著降低、孔径分布向大孔径范围偏移,同时峰值孔径变大。考察了粉体复配比例、醋酸添加量以及焙烧温度对蜂窝状氧化铝结构性质的影响。γ-Al2O3粉体占总体粉体的质量比越大,则线性收缩率越低,孔径分布向大孔径偏移,当γ-Al2O3含量为50%时,峰值孔径为15.6 nm。当酸添加量与粉体质量比达到为0.040时,可以形成更大的介孔,但醋酸添加量对样品线性收缩率几乎无影响。焙烧温度越高,孔径越大,但孔容与比表面积显著下降。经粉体复配工艺的调控,有效降低了蜂窝状氧化铝的线性收缩率,并且形成了较大的峰值孔径。