JPH0258206B2 - - Google Patents

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JPH0258206B2
JPH0258206B2 JP56056068A JP5606881A JPH0258206B2 JP H0258206 B2 JPH0258206 B2 JP H0258206B2 JP 56056068 A JP56056068 A JP 56056068A JP 5606881 A JP5606881 A JP 5606881A JP H0258206 B2 JPH0258206 B2 JP H0258206B2
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JP
Japan
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alumina
carbonaceous
pore
activated alumina
radius
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JP56056068A
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English (en)
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JPS57170861A (en
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Yoichi Kageyama
Kazuhiko Konuma
Toshihiro Kawakami
Shin Kobayashi
Hideyuki Hisa
Tadashi Suzuki
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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Publication of JPS57170861A publication Critical patent/JPS57170861A/ja
Publication of JPH0258206B2 publication Critical patent/JPH0258206B2/ja
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  • Catalysts (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は多孔質活性アルミナ成形体の製造法。
詳しくは、優れた機械的強度および大きな比表面
積を有し、且つ比較的微細な細孔を集中的、かつ
多量に有している極めて多孔性の、特に触媒担体
または触媒として好適な活性アルミナ成形体を製
造する方法に関するものである。 活性アルミナは乾燥剤、吸着剤、触媒、触媒担
体等、各種の用途に供されている。特にアルミナ
担持触媒は各種の反応に用いられることは周知で
ある。これらの触媒あるいは担体が有することを
要求される一つの重要な品質が細孔の分布範囲お
よび量であつて、これはこれらのアルミナが用い
られる特定の反応に対して良好な結果を与えるも
のである。またこのような細孔の調節は機械的強
度や耐摩耗性などの物理的性質を損なわず達成せ
ねばならない。 このような特性をもつアルミナ成形体を製造す
るため多くの方法が知られている。そのうちの一
つの方法として、粉末のγ−アルミナ、ベーマイ
トゲル、ベーマイトまたはジプサイト(アルミナ
三水和物)、あるいはジプサイトを部分的に〓焼
して得られるχ−またはρ−アルミナなどを水お
よびその他の助剤を加えて、それぞれに適する成
形法で成形し、次いでこれを加熱、活性化して成
形活性アルミナを得る方法が知られている。また
別の方法として、アルミナゾルを製造し、これを
油中に滴下して球状品を製造する方法も知られて
いる。更に所望の細孔分布を得るために、熟成、
再水和、部分ゲル化等の各種の工程や様々な添加
物の使用が実施あるいは提案されている。 このようにして得られる多孔性アルミナ成形体
の細孔分布を測定すると通常その細孔半径が100
Å前後あるいはそれ以下の部分に大部分の細孔を
有しているが、細孔分布の調整を試みた場合は細
孔分布がブロードな成形体が得られるのが普通で
あり、限られた細孔半径を有する細孔が集中的に
存在するような成形体を得ることは困難であつ
た。 このような事情にかんがみ、本発明者等は、機
械的強度や耐摩耗性などの物理的性質を損なわ
ず、上記のような特性を有する優れた活性アルミ
ナ成形体を得るため鋭意研究を重ねた結果、本発
明に到達したものである。 即ち、本発明の目的は、調節された細孔分布と
大きな細孔容量、即ち0.75c.c./g以上好ましくは
0.8c.c./g以上の細孔容量を有し、半径37.5〜
75000Åの間に有する細孔の90%以上が半径37.5
〜200Åの細孔である多孔質アルミナ成形体の製
造法を提供することにあり、この目的は、活性ア
ルミナ粉末もしくは活性アルミナ前駆体粉末およ
び平均粒径0.5〜20μmに微粉砕された炭素質粉末
10〜70重量%を含む原料を成形して乾燥させたの
ち、酸素含有気流中で焼成し、同時に炭素質を燃
焼除去することにより達成される。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明方法に用いるアルミナ原料としてはγ−
アルミナ、η−アルミナ等の活性アルミナ、また
は活性アルミナ前駆体、即ち焼成により活性アル
ミナとなるアルミナあるいはアルミナ水和物例え
ばベーマイト、スードベーマイト、ジプサイト等
または再水和性の遷移アルミナであるχ−アルミ
ナ、ρ−アルミナ等が挙げられる。これらのアル
ミナ原料粉末は成形前に炭素質粉末と均一に混合
することのできる原料であればよい。細孔を調節
するために特殊な助剤、添加物を用いようとする
場合、その原料および製法はかなり限定されるの
が通常であることを考えれば、本発明方法のよう
に、このような制約なしに目的とする特性を有す
るアルミナ成形体が製造できることの利点は極め
て大きい。 次に本発明における多量の細孔を賦与するため
の添加剤である平均粒径0.5〜20μmに微粉砕され
た炭素質粉末について説明する。 炭素質としては、木炭などの木材乾留物、ヤシ
殻炭などの果実殻乾留物、リグニン、石炭類、石
炭または石油系コークス、ピツチなどが使用し得
る。 これらの炭素質は予め平均粒径0.5〜20μm、好
ましくは0.5〜15μmに微粉砕することが必要であ
る。炭素質を微粉砕するには、たとえば、粗砕機
で炭素質を粗砕したのち、スクリーンミル、遠心
分級ミル、ポツトミル、振動ミル、ジエツト粉砕
機などを用いて微粉砕することができる。また、
微粉砕された炭素質粉末は、ジクザク分級機(ム
ルテイプレツクス社製)、ミクロンセパレータ−
(ホソカワミクロン社製)、デイスパージヨンセパ
レーター(日本ニユーマチツク社製)などを用い
て分級することにより、所望の粒度の炭素質微粉
末を得ることができる。 次にこのようなアルミナ原料と炭素質微粉末を
用いて成形を行なう。成形物の形状は粒状、例え
ば球状、円柱状、タブレツト状とすることが多い
が、ほかに板状あるいはハニカム状として成形す
ることもできる。粒状の際の大きさは一般的には
1〜10mm程度であり、流動床触媒担体または触
媒、あるいはクロマトグラム用充填剤として使用
する場合は50μ程度以上が必要である。成形体と
してよく知られている方法は、例えば打錠法(乾
式、湿式)、押出し法、押出し−マルメ法、転動
造粒法、ブリケツテイング法などがある。用いら
れるすべての原料に対してこれらの各種の成形法
のすべてが適用しうるわけではなく、それぞれの
原料に応じた成形法が選択されるが、かといつて
個々の原料に対して、成形法が一種類に限定され
るということではなく、かなり多種多様の成形、
製造法を適用しうることは当業者間に周知であ
る。 成形にあたつてはより良い物理的諸性質を得る
ためにアルミナ原料と炭素質微粉末は可及的均一
に混合されるべきである。アルミナ原料に対する
炭素質微粉末の添加量は10乃至70重量%である。
焼成によつて消失するような添加物を使用する場
合の添加物の量は、得られる成形品の強度などの
物理的性質を損なわないようにするためにせいぜ
い上限10重量%程度とするのが通常であるのに比
し、本発明における炭素質微粉末の添加量は極め
て多量である。しかもこのように多量の添加によ
つて調節された位置に多量の細孔を賦与し、なお
かつ必要とされる物理的諸性質を損なわないとい
うのは極めて驚くべきことであり本発明の重要性
が認識される。 かくして均一に混合された原料アルミナと炭素
質微粉末は、必要ならば更に水およびその他の成
形助剤を加え、混合、混練等の工程ののち、適切
な成形機、成形法をもつて所望の形状に成形され
る。 成形の一例としてスードベーマイト(そのX線
解析がブロードなベーマイト構造を示す一水和ア
ルミナ)を原料に使用する場合を示す。このスー
ドベーマイト100部に例えば30部の炭素質微粉末
を加えミキサーで均一に混合したのちニーダーに
移し、水および助剤を加えて混練する。好ましい
助剤としては無機酸、有機酸あるいはアンモニ
ア、ヒドラジン、脂肪族アミン、芳香族アミン、
複素環式アミン等の塩基性窒素化合物、ポリビニ
ルアルコール等の有機物などが挙げられる。この
ようにして得られた混練物は次に押出成形機で所
望の大きさのダイス孔を通じて押出し成形され
る。成形物は所望により密閉容器中で熟成を行な
うこともできる。 成形のもう一つの例は原料として再水和性遷移
アルミナを用い転動造粒法で成形する方法であ
り、詳しくは例えば特開昭54−158397に示されて
いる。この遷移アルミナと炭素質微粉末および必
要に応じて結晶性セルロース等の助剤を加え均一
に混合したのち、これを転動造粒機にて水をスプ
レーしながら所望の大きさに球状成形する。得ら
れた成形品は次に室温および50〜150℃の温度に
て2段階再水和されて強固な成形品となる。 このように各種の方法で成形されたアルミナ成
形体は次に乾燥ののち焼成され、最終的に多孔質
活性アルミナ成形体となる。この焼成段階でアル
ミナは活性アルミナとなり担体あるいは触媒とし
ての性質を備える。本発明方法においては焼成段
階は炭素質を燃焼除去せしむるというもう一つの
機能を果さなければならない。 この炭素質を除去するための酸化焼成は、充分
に注意深く達成されねばならない。何故なら炭素
質は可燃性であり、しかも添加量が比較的多いの
で、燃焼熱の除去が不充分だと、目的とする温度
を制御できず、高温になるおそれが大きいからで
ある。たとえ上限温度以下であつても急激な温度
上昇は好ましいことではない。 以上のような炭素質の燃焼除去を含めての、活
性アルミナを得るための最終的な焼成温度は、
500℃程度以上である。また焼成の上限温度とし
ては、活性アルミナの形態γ−、あるいはη−形
であるなら800℃程度、θ−形であるなら1200℃
程度である。また焼成時間は特に限定されないが
通常1時間から1日程度である。 かくして、優れた機械的強度、耐摩耗性および
大きな表面積を有し、多量の細孔が調節された位
置に集中的に存在する活性アルミナ成形体が得ら
れる。 このように得られた活性アルミナのユニークな
性質からこれが触媒あるいは触媒担体更には吸着
剤等の多方面の用途に優れた性能が期待できるこ
とが理解される。 以下実施例によつて本発明の内容を更に具体的
に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り
これら実施例に限定されるものではない。 実施例での細孔分布および量は水銀圧入式ポロ
シメーターで測定した。使用機はカルロエルバ社
製ポロシメーターシリーズ2000で最高圧2000Kg/
cm2ゲージである。従つて細孔の測定範囲は半径
37.5Åから75000Åである。 表面積は窒素吸着法によりBET法で算出した。
使用機はカルロエルバ社製ソープトマチツク1800
である。 圧縮強度は、木屋式硬度計を使用して押出成形
品の径方向の破壊荷重(Kg/個)を測定し、20個
の平均値を採用した。 炭素質微粉末の調製 石油の連続接触分解にて生成する直径1〜3mm
の球状コークスをPulverizer(ホソカワミクロン
(株)製)にて200mesh篩をほとんど全量通過程度ま
で粗砕し、P−J−M−100型超音速ジエツト粉
砕機(日本ニユーマテイツク社製)で微粉砕後ジ
グザク分級機100MZR(ムルテイプレツクス社製)
にて、各1μ、5μ、10μを目標に分級した。 得られた粉はコールターカウンターモデル
TA11(Coulterelectronic INC製)にて粒度を測
定した。表−1にその結果を示す。
【表】 実施例 1 コンデア社製ベーマイト粉末Pural SB(Al2O3
含有率75%)225gおよび炭素質微粉末B67.5g(ベ
ーマイトに対し30重量%)をミキサーで60分乾式
混合したのち、これをバツチ式ニーダー(内容量
2l)に移し、4.3%硝酸水溶液220gを約5分かけ
て混練しながら加え、更に25分混練を続けた。次
に前記混合物に2.1%アンモニア水128gを加え25
分混練したのちスクリユー式押出し成形機で直径
1.5mmに押出し成形した。成形物を120℃で3時間
乾燥したのち、電気炉中で乾燥空気流通下温度を
徐々に上げ最終的に600℃の温度で3時間焼成し
て活性アルミナ成形体を得た。焼成後の押出し品
の直径は約1.2mmであり、圧縮強度は平均で2.0
Kg/ケであつた。また表面積は298m2/gであつ
た。 この成形体の細孔容量および細孔分布は次の通
りであつた。 半径37.5Åから200Åまでの細孔容量
0.862c.c./g 全細孔容量(37.5Å〜75000Å) 0.894c.c./g 最頻細孔半径(分布が極大を示す半径) 56Å この成形体の細孔分布曲線を第1図に示す。 比較例 1 炭素質微粉末Bを使用しなかつたこと以外は実
施例1と全く同様の方法で活性アルミナ成形体を
製造した。 得られた成形体の直径は約1.2mmであり、圧縮
強度は2.6Kg/ケ、表面積は195m2/gであつた。
細孔容量および細孔分布は次のとおりであつた。 半径37.5Åから200Åまでの細孔容量
0.710c.c./g 全細孔容量(37.5Å〜75000Å) 0.729c.c./g 細頻細孔半径 62Å また、この成形体の細孔分布曲線を第2図に示
す。 実施例 2 炭素質微粉末Bの添加量をペーマイトに対して
15重量%に変更したこと以外は実施例1と全く同
様にして活性アルミナ成形体を得た。成形体の圧
縮強度は2.5Kg/ケであつた。細孔分布および細
孔容量は下記のとおりである。 半径37.5〜200Åの細孔容量 0.878c.c./g 全細孔容量(37.5〜75000Å) 0.891c.c./g 最頻細孔半径 56Å 実施例 3,4 炭素質微粉末Bのかわりに炭素質微粉末Aまた
はCをベーマイトに対して10重量%使用したこと
以外は実施例1と同様に活性アルミナ成形体を製
造した。それぞれの物性値を表−2に示す。
【表】 実施例 5 実施例1と同様にベーマイト225gと炭素質微
粉末A15.8gを混合し、ニーダーに仕込んだ。こ
れに、ポリビニルアルコールNM−14(日本合成
(株)製)9g(ベーマイトに対し4重量%)を水230g
に溶解した溶液を加え、85分混練したのち実施例
1と同様に押出し成形し、次いで乾燥および焼成
を行なつた。得られた活性アルミナ成形体の強度
は平均で2.8Kg/ケ、表面積は239m2/gであつ
た。 このものの細孔容量および分布は次の通りであ
つた。 半径37.5Å〜200Åの細孔容量 0.721c.c./g 全細孔容量(37.5Å〜75000Å) 0.750c.c./g 最頻細孔半径 76Å 比較例 2 炭素質微粉末を使用しなかつたこと以外は実施
例5と同様にアルミナ成形体を製造した。得られ
た活性アルミナ成形体の物性は下記のとおりであ
つた。 強 度 3.0Kg/ケ 表面積 214m2/g 細孔容量(半径37.5Å〜200Å) 0.669c.c./g 全細孔容量(半径37.5Å〜75000Å)
0.681c.c./g 最頻細孔半径 80Å 比較例 3 粒径が74〜149μの炭素質粉末を使用したこと
以外は実施例1と同様にアルミナ成形体を製造し
た。得られた成形体は強度が殆どなく、指触に耐
えられなかつた。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ実施例1および
比較例1において製造した活性アルミナ成形体の
細孔分布状態図であり、曲線1および3は細孔分
布の状態を示す曲線であり、曲線2および4は細
孔容量の積算曲線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 活性アルミナ粉末もしくは活性アルミナ前駆
    体粉末および平均粒径0.5〜20μmに微粉砕された
    炭素質粉末10〜70重量%を含む原料を成形して乾
    燥させたのち、酸素含有気流中で焼成し、同時に
    炭素質を燃焼除去することを特徴とする半径37.5
    〜75000Åの間に有する細孔の90%以上が半径
    37.5〜200Åの細孔である多孔質活性アルミナ成
    形体の製造法。
JP56056068A 1981-04-14 1981-04-14 Manufacture of porous active alumina formed body Granted JPS57170861A (en)

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JPS57170861A JPS57170861A (en) 1982-10-21
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