本发明涉及催化剂载体材料，尤其涉及一种高比表面积催化剂载体及其制备方法。
背景技术：
1、催化剂是一种能显著增加化学反应速率，而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。催化剂的载体和催化剂一样在化工领域都有着广泛而重要的作用。催化剂载体就是一种承载附载催化剂的物质，它的主要功能就是保证催化剂的应用方式与提高催化剂的使用效率，另一方面也起到在恶劣工作环境下继续保持强度、耐热、耐腐蚀等性能的作用。可见催化剂载体有很重要的作用。催化剂载体的种类繁多，主要包括氧化铝、活性炭、硅藻土、分子筛、二氧化钛、碳化硅等。各种催化剂载体材料各有特点，而其中又尤以氧化铝系催化剂载体用途最为广泛，用量也最大。
2、氧化铝是最常用的工业原料之一，在陶瓷、耐火材料、医药、催化等领域有着极其重要应用。由于氧化铝具有良好的机械强度、较好的热稳定性和化学稳定性、适宜的等电点、可调变的表面酸碱性以及多种不同的晶相结构等优点，因此氧化铝成为化工和石油工业中最广泛使用的催化剂载体，在石油组分的裂解、加氢精制、加氢脱硫、碳氢化合物的重整制氢、气相油品组分的纯化、汽车尾气的净化等反应过程中都发挥着重要的作用。
3、对负载型催化剂，载体的孔结构（包括比表面积、孔容和孔径分布）不仅对所负载的活性组分的分散度有重要影响，并且影响到反应过程中物质的扩散和传质。因此，载体的比表面积、孔结构与催化剂的活性、选择性和寿命都密切相关。现有技术常用的氧化铝载体大多是由薄水铝石与拟薄水铝石前躯体脱水所得，酸碱沉淀法、溶胶凝胶法、醇铝水解法等都是目前工业上应用较多的制备方法。但是这些方法得到的氧化铝的比表面积较小，孔径分布并不集中，同时存在微孔、介孔与大孔，限制了其作为载体的应用范围。在这种背景下，制备具有高比表面积的氧化铝载体就具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本发明基于上述目的，提供一种高比表面积催化剂载体及其制备方法，包括以下步骤：
2、一种高比表面积催化剂载体的制备方法，包括以下步骤：
3、（1）将铝盐、羟丙基-β-环糊精、第一聚乙烯醇溶于去离子水中，超声分散得铝盐混合溶液；铝盐、羟丙基-β-环糊精、第一聚乙烯醇的质量比为1：（0.1-0.2）：（0-0.1）；
4、（2）将偏铝酸盐、第二聚乙烯醇溶于去离子水中，超声分散得偏铝酸盐混合溶液；铝盐、偏铝酸盐、第二聚乙烯醇的质量比为1：（0.6-0.8）：（0-0.05）；其中，第二聚乙烯醇质量不为0；
5、（3）将铝盐混合溶液加热至50-80℃，边搅拌边滴加偏铝酸盐混合溶液，滴加完毕，调节ph大于7，得到混合反应溶液；
6、（4）将混合反应溶液转移至反应釜中，加热反应得沉淀；
7、（5）将沉淀过滤、洗涤、干燥、煅烧后得到高比表面积催化剂载体。
8、发明人在之前的工作中曾采用羟丙基-β-环糊精作为铝盐和偏铝酸盐的模板剂和表面活性剂，利用羟丙基-β-环糊精的内部亲油、外部亲水的环形结构，制成疏松多孔结构。然而，由于羟丙基-β-环糊精为小分子物质，氧化铝载体的比表面积提高有限。为了解决上述问题，本发明在羟丙基-β-环糊精的基础上，引入了聚乙烯醇。羟丙基-β-环糊精作为有机小分子模板剂，其会导致铝源优先积聚在羟丙基-β-环糊精周围发生水解和缩聚的反应，由于羟丙基-β-环糊精的体积排斥效果，通过加热反应可以合成氧化铝前驱体。采用羟丙基-β-环糊精所制备样品的有序度和稳定性较好，在较高温度焙烧条件下其孔结构不易坍塌，比表面积损失也较小。但是，由于羟丙基-β-环糊精为小分子结构，其形成的颗粒较致密，导致载体堆积密度偏大，不利于氧化铝载体比表面积的提高。聚乙烯醇作为具有长链结构的大分子模板剂，与羟丙基-β-环糊精共同作用制备不同粒径和形貌的前驱体，有效降低堆积密度，提高粒子之间的孔径和孔隙率。聚乙烯醇和羟丙基-β-环糊精都具有较低的热分解温度，其可起到造孔剂的作用。并且，聚乙烯醇长链上含有大量的羟基，其可以与羟丙基-β-环糊精形成氢键作用，不仅可以减少洗涤过程中聚乙烯醇和羟丙基-β-环糊精的损失，而且可以促进不同形貌的沉淀的形成，提高沉淀异形度，进而提高粒子间隙和比表面积。此外，聚乙烯醇水溶性相较羟丙基-β-环糊精低，粘度大，前驱体内部也会残存一部分聚乙烯醇，并吸附一定量的环糊精。这部分聚乙烯醇和羟丙基-β-环糊精可以在随后的煅烧过程中起到造孔剂的作用，提高氧化铝的孔隙率和孔径，进而进一步提高其比表面积。
9、进一步的，本发明在步骤（1）中的铝盐混合溶液和步骤（2）偏铝酸盐混合溶液中同时添加聚乙烯醇，可以使聚乙烯醇起到分散和模板的作用；其中，铝盐混合溶液中的聚乙烯醇主要起到模板剂的作用，偏铝酸盐混合溶液中的聚乙烯醇主要起到分散剂的作用，上述作用有利于不同相貌前驱体的形成，提高氧化铝孔隙率和粒子间隙。虽然聚乙烯是一种优良的分散剂和模板剂，但是聚乙烯醇溶液粘度大，用量不可过多，否则易导致前驱体相互之间发生团聚作用。为了加快聚乙烯醇溶解，可进行加热处理。进一步的，本发明采用醇解度为87-89%、聚合度为300-600的聚乙烯醇，更好的促进了其分散性能。
10、进一步的，步骤（1）中铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或几种；铝盐混合溶液中铝盐浓度为6-16g/l。
11、进一步的，步骤（1）和步骤（2）超声分散的频率为40-80khz，分散时间为10-30min。
12、进一步的，步骤（2）中偏铝酸盐为偏铝酸钠；偏铝酸盐混合溶液中偏铝酸盐浓度为5-10g/l。
13、进一步的，步骤（3）中搅拌速率为150-250r/min；以5-20ml/min的速率滴加偏铝酸盐混合溶液。
14、进一步的，步骤（3）ph为8-11。
15、进一步的，步骤（4）加热反应为在80-100℃条件下反应1-2h。
16、进一步的，步骤（5）过滤为采用减压抽滤工艺。
17、进一步的，步骤（5）煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为4-6h。
18、另一方面，本发明还提供了一种高比表面积催化剂载体，相比于传统的氧化铝载体，该氧化铝载体比表面积大，可大大提高催化剂的活性和使用寿命。
19、本发明的有益效果如下：
20、1. 本发明在羟丙基-β-环糊精的基础上，引入了聚乙烯醇。聚乙烯醇作为具有长链结构的大分子模板剂，与羟丙基-β-环糊精共同作用制备不同粒径和形貌的前驱体，有效降低堆积密度，提高粒子之间的孔径和孔隙率，而且聚乙烯醇和羟丙基-β-环糊精可以起到造孔剂的作用，提高氧化铝的孔隙率和孔径，进而进一步提高其比表面积。
21、2. 本发明氧化铝载体制备过程简单，原料易得，在有效调节载体孔道结构的同时调节载体的表面化学性质，应用前景广阔。
1.一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（1）中铝盐为硝酸铝、氯化铝、硫酸铝中的一种或几种；铝盐混合溶液中铝盐浓度为6-16g/l。
3.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）超声分散的频率为40-80khz，分散时间为10-30min。
4.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（2）中偏铝酸盐为偏铝酸钠；偏铝酸盐混合溶液中偏铝酸盐浓度为5-10g/l。
5.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中搅拌速率为150-250r/min；以5-20ml/min的速率滴加偏铝酸盐混合溶液。
6.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（3）ph为8-11。
7.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（4）加热反应为在80-100℃条件下反应1-2h。
8.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（5）过滤为采用减压抽滤工艺。
9.如权利要求1所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法，其特征在于，步骤（5）煅烧温度为500-600℃，煅烧时间为4-6h。
10.一种高比表面积催化剂载体，其特征在于：由权利要求1-9中任意一项所述的一种高比表面积催化剂载体的制备方法制得。
