本发明属于干燥剂，具体涉及一种活性氧化铝及其制备方法和应用。
背景技术：
1、活性氧化铝（activatedalumina）是一种常用的干燥剂，广泛应用于工业和实验室中去除气体或液体中的水分以及其他杂质。活性氧化铝具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效地吸附水分及其他极性分子。从活性氧化铝的产量、成本、性能控制等多方面考虑，以转盘成球的产量最大。转盘成球法是制备球形氧化铝的主要方法之一，主要是采用普通氢氧化铝作为原料，在高温炉中快速脱水生成ρ-氧化铝。
2、活性氧化铝的孔道、孔容和比表面积直接决定了其吸附、催化等性能，强度和磨耗率则影响活性氧化铝的使用寿命。品质越高的氧化铝，对其孔道、孔容、比表面积、强度以及磨耗率等制备要求越高。psa（pressureswingadsorption，变压吸附）是一种常用的气体分离和净化技术，利用吸附剂在不同压力下对气体的不同吸附能力来分离和提纯气体。在psa过程中，干燥吸附剂的选择非常重要，因为它直接影响到气体的净化效果和设备的运行效率。活性氧化铝作为一种常用的psa干燥吸附剂，在长期使用过程中可能会一些技术问题，这些问题可能会影响吸附剂的性能和psa系统的整体效率。活性氧化铝在反复的吸附-解吸循环中可能会经历物理应力，导致颗粒破碎或粉化，同时活性氧化铝的吸附能力受温度影响较大，高温下吸附能力可能下降。
3、因此，如何制备即具有高比表面积、孔容，又具有高强度、低磨耗率的活性氧化铝球，成为工业生产急需解决的关键问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种活性氧化铝及其制备方法和应用。
2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
3、一种活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：
4、（1）将75-80重量份氢氧化铝混合粉末、15-20重量份拟薄水铝石混合，放置于成球盘中，转盘成球法成球，成球过程中喷淋粘结剂，制成直径为1-3mm的活性氧化铝球；
5、所述氢氧化铝混合粉末包括质量比1：（1.2-1.5）：（0.3-0.6）的粒径为1-2μm的超微氢氧化铝yta-1、粒径为4-6μm的超微氢氧化铝yta-5和自制氢氧化铝粉末；
6、所述自制氢氧化铝粉末的制备方法包括以下步骤：
7、s1：将铝酸钠加水溶解得到浓度为4-6mol/l的铝酸钠溶液；
8、s2：将3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、分析纯氧化镁和n，n-二甲基甲酰胺混合，100-105℃搅拌反应2-3h，离心，洗涤、干燥，得到硅烷改性氧化镁；将10重量份硅烷改性氧化镁和50-60重量份乙醇混合，滴加纳米tio2和水的混合液，在60-65℃搅拌2-3h；离心、洗涤、干燥，得到改性氧化镁；
9、s3：将100-120g改性氧化镁加入1l蒸馏水中，超声3-4min，得到改性氧化镁混合液，改性氧化镁混合液作为引发晶种；
10、s4：将铝酸钠溶液中加入改性氧化镁混合液，加热进行分解，分解温度为66-68℃，分解时间为9-11小时，得到氢氧化铝悬浊液；将氢氧化铝悬浊液过滤、洗涤、干燥得到自制氢氧化铝粉末；
11、（2）将活性氧化铝球放入马弗炉中，在氮气氛围下，1.0-1.5mpa的空气压力下加压1-3h，然后200-400℃下烘炉2-4h，马弗炉泄压自然冷却后，得到加压后的活性氧化铝微球；
12、（3）将加压后的活性氧化铝球完全浸没在水中，在25-30℃下水化8-10h，将水化后的活性氧化铝球蒸汽养护3-5h；
13、（4）蒸汽养护后的活性氧化铝球进行梯度焙烧，焙烧后的活性氧化铝球水浸60-65h后，在85-90℃下、转速130-140r/min的旋转蒸发器中旋转蒸发，得到活性氧化铝。
14、本发明试图使用市售的氢氧化铝制备活性氧化铝，制得的活性氧化铝的比表面积并不理想。本发明将市售的两种超微氢氧化铝和自制氧化铝特定比例混合，可以改善活性氧化铝的比表面积。通过混合不同孔径分布的材料，可以优化最终活性氧化铝的孔隙结构，提高其比表面积。自制氧化铝的孔隙结构和晶粒大小，可以以配合超微氢氧化铝的优势，可以产生协同效应，提高比表面积。
15、进一步地，步骤s2中所述硅烷改性氧化镁和纳米tio2的质量比为10：（1-3）。
16、进一步地，步骤s2中所述3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、分析纯氧化镁、n，n-二甲基甲酰胺重量比为（1.0-1.2）：（0.12-0.14）：（40-50）。
17、进一步地，步骤s4中加入改性氧化镁混合液的体积占铝酸钠溶液体积的1-2％。
18、进一步地，步骤（4）中梯度焙烧的条件为：先在室温下以70-80℃/h的升温速率，升温至300-320℃，保温焙烧2-3h，然后再以100-120℃/h的升温速率，升温至500-520℃，保温焙烧1.5-2.5h，最后以70-80℃/h的升温速率，升温至600-650℃，保温焙烧1-2h。
19、使用常规的焙烧方法制备的活性氧化铝的磨耗率较高。通过使用本发明的梯度焙烧的方法，可以降低活性氧化铝的磨耗率。通过控制焙烧温度的变化，可以在材料内部形成不同的晶粒大小和孔隙结构，本发明的焙烧条件形成的晶粒更小，磨耗率越低。
20、进一步地，步骤（1）中所述粘结剂为质量百分数为2-4％的乙酸水溶液。
21、进一步地，步骤（1）中所述拟薄水铝石包括重量比1：（1.2-1.4）：（0.6-0.8）的拟薄水铝石a、拟薄水铝石b和拟薄水铝石c混合；拟薄水铝石a的粒径d50为13μm，比表面积245m2/g，平均孔体积为0.6cm3/g、平均孔径为6.8nm，购自哈尔滨银铱科技有限公司，型号：yy-11。拟薄水铝石b的粒径d50为5μm，比表面积505m2/g，平均孔体积为1.15cm3/g、平均孔径为10.9nm，购自哈尔滨银铱科技有限公司，型号：yy-13。拟薄水铝石c的粒径d50为50μm，比表面积265m2/g，平均孔体积为0.4cm3/g、平均孔径为4-6nm，购自哈尔滨银铱科技有限公司，型号：yy-sb。
22、本发明使用特定配比的三种拟薄水铝石与氢氧化铝混合粉末混合，可以改善活性氧化铝的抗压强度。复配后的拟薄水铝石可以提供更多的活性位点。氢氧化铝在混合过程中可以与拟薄水铝石形成互补结构。通过混合不同晶粒尺寸的材料，可以优化最终活性氧化铝的晶粒尺寸分布，提高抗压强度。当使用特定性能参数的拟薄水铝石，以及使用改性氧化镁混合液作为引发晶种制备的自制氢氧化铝，可以改善活性氧化铝在用于psa变压吸附制氢的吸附剂时保持较高的抗压强度。在此条件下制备的活性氧化铝的结构更加稳定，耐外界环境的能力更强，可以保持长期使用稳定性。
23、本发明提供了所述的制备方法制得的活性氧化铝，其特征在于，活性氧化铝的比表面积≥350m2/g，孔容≥0.7cm3/g，强度大于180n/粒，磨耗率≤0.15％。
24、本发明提供了所述的制备方法制得的活性氧化铝的应用。
25、进一步地，所述活性氧化铝用于制备psa干燥吸附剂。
26、本发明提供了所述活性氧化铝的应用。
27、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：
28、1、本发明制备活性氧化铝为多孔性颗粒，粒度均匀，表面光滑，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂，保持原状。
29、2、本发明将市售的两种超微氢氧化铝和自制氧化铝特定比例混合，可以改善活性氧化铝的比表面积。
30、3、本发明通过使用本发明的梯度焙烧的方法，可以降低活性氧化铝的磨耗率。
31、4、本发明使用特定配比的三种拟薄水铝石与氢氧化铝混合粉末混合，可以改善活性氧化铝的抗压强度。
32、5、本发明当使用特定性能参数的拟薄水铝石，以及使用改性氧化镁混合液作为引发晶种制备的自制氢氧化铝，可以改善活性氧化铝在用于psa变压吸附制氢的吸附剂时保持较高的抗压强度。
1.一种活性氧化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.一种权利要求1所述的制备方法制得的活性氧化铝，其特征在于，活性氧化铝的比表面积≥350m2/g，孔容≥0.7cm3/g，强度大于180n/粒，磨耗率≤0.15％。
3.一种权利要求2所述的制备方法制得的活性氧化铝的应用，其特征在于，所述活性氧化铝用于制备psa干燥吸附剂。
