冯拥军教授:球形氧化铝载体的成型及其工业化应用


来源:中国粉体网   空青

[导读]  冯拥军教授报告:球形氧化铝载体的成型及其工业化应用。

中国粉体网讯  氧化铝具有良好的热稳定性和可调节的孔结构,作为催化剂载体,广泛用于重整、加氢和脱氢等化工工艺过程。氧化铝晶型众多,晶型不同则其堆密度、热稳定性、表面性质以及孔道结构等参数差异较大。在工业应用中,γ型多孔球形载体不仅具有表面活性和酸性较强等特点,还因其点对点相接触,易于在反应床中装填和分散等优势,广泛应用于铂重整、烷烃脱氢等重要石油化工过程。


球形γ-Al2O3载体主要利用拟薄水铝石前驱体表面易胶溶特性,通过油氨柱或机械挤出等方式成型,并在适宜温度焙烧所得,因此,其孔结构和性质与对应前驱体及其成型过程息息相关。 


目前,研究者对以拟薄水铝石为铝源制备球形氧化铝的成型方法进行了广泛的研究,包括油氨柱成型法、热油柱成型法、水柱成型法、转动成型法等,所制备球形氧化铝因成型方式的不同,性能有较大差异。


油柱成型


目前主要通过油柱成型的方法制备高品质球形氧化铝载体,分为油氨柱法和热油柱成型法:


油氨柱法一般使用硝酸胶溶拟薄水铝石,随后成型,制备的氧化铝产品物性与拟薄水铝石原料密切相关,前驱物拟薄水铝石的性能直接决定了氧化铝的孔结构特性。这种成型方法制得孔容较大、大小均匀的球型载体,但产生的氨气会对环境造成污染。



油氨柱成型过程(a)和示意图(b)


热油柱成型法主要为铝溶胶,在恒温的热油柱中与促凝剂作用凝胶化,形成具有固定形状的小球,随后经过老化、洗涤、烘干、焙烧,制得球形氧化铝。油柱成型根据成球颗粒在矿物油中移动方式分为滴下式成球与上浮式成球。该法制备的氧化铝球形度高,表面光滑,但所得产品强度偏低,孔径分布弥散。


水柱成型法


水柱成型法是通过混合氧化铝前驱体和有机添加剂,滴入金属阳离子溶液中,生成具有一定空间结构的氢氧化铝-有机添加剂复合小球,最后经烘干、焙烧,制备球形氧化铝。


转动成型法


转动成型法是将氧化铝前驱体和适量的粘结剂( 或水) 混合均匀,置于旋转的圆盘中,通过连续滚动,物料相互粘附,逐渐长成球形氧化铝颗粒。


几种成型方法的优缺点对比



喷雾造粒法


喷雾分散成球法(喷雾造粒法)是将粉浆或溶液喷入造粒塔,在喷雾热风的作用下,粉浆或溶液干燥、团聚,从而得到球状团粒的造粒方法,由料液制备、加热、干燥及分离4个系统组成。该方法广泛用于生产各种粒径大小的催化剂或者其他对粒径有所要求的颗粒。可适应实验和小规模生产使用,颗粒球精度好,颗粒均匀。


2026年9月17日中国粉体网将在山东淄博举办“第三届全国高纯氧化铝粉体制备技术及应用交流大会”。届时北京化工大学人才引进办公室主任冯拥军教授将带来《球形氧化铝载体的成型及其工业化应用》的报告。冯拥军教授团队开发成套颗粒单分散球形氧化铝基载体材料的可控油柱成型、微流注射成型、连续挤出成型和油氨柱成型等系列关键成型技术和关键装备,实现了颗粒直径从0.1-3.0毫米单分散的可控制备,建成产业化装置3套,新型高效氧化铝载体在蒽醌法过氧化氢领域获得工业化应用;所制备氧化铝基载体材料颗粒均匀、耐磨性好和孔结构优异,利于活性组分的稳定高分散;大孔容利于高负载量材料的制备,最高可实现55%Pd负载,在氢同位素分离方面获得应用。




报告老师简介

冯拥军,教授,博士生导师,入选国家重大人才工程(2023)和山东泰山产业领军人才(2022)。现任国际插层化合物委员会委员(ISIC)、中国无机盐工业协会水滑石分会副会长、中国再生资源产业技术创新战略联盟专家委员会副主任委员、中国化学会高级会员、安徽省新材料产业发展战略咨询委员会委员等。聚焦插层结构功能材料、多孔载体与吸附材料以及非贵金属电催化材料等的基础、应用基础与工程化研究,建成百吨级以上规模装置8套,其中主导2套;以第一作者或通讯联系人在国际主流刊物发表论文140余篇,受聘《Applied Clay Science》《精细化工》等期刊编委;申请国家发明专利 70余项,其中授权50项,所研发的多项专利技术实现落地转化。


来源:

席笑迎等:拟薄水铝石为前驱体制备毫米级球形氧化铝的成型研究进展

莫雨凡等:球形γ-Al2O3孔结构及其水热稳定性调控策略

王旭:多孔氧化铝载体的可控制备与成型研究


(中国粉体网编辑整理/空青)

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作者:空青

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