[發明專利]一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法

無效

• 申請號: 201310083085.X
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103145163A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 苗蔚;程文喜;魏鳳春;劉國勤;程巧換;李金玲;彭進
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01B33/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無機材料制備領域，具體說是涉及一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法。

背景技術

酸催化是最常見的催化過程，在石油煉制、石油化工中占有重要地位。傳統的催化劑是液體酸硫酸、磷酸、氫氟酸、三氯化鋁、氯化鋅等路易斯酸。這些過程都存在設備腐蝕、廢酸回收，排放等環境問題。環境友好的固體酸催化劑優點是沒有設備腐蝕問題，產物與催化劑易于分離，催化活性高等特點，因而在增塑劑（DOA、DOP等多個產品）、潤滑油（三羥甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯等多個產品）、生物柴油、石油裂解、雜環合成（四氫呋喃、二氧六環、烷基吡嗪、烷基吡啶等多個產品）等領域得到越來越多的應用。鋁硅復合氧化物作為固體酸催化劑或載體已有若干報道。201110358027.4報道了一種Al₂O₃-SiO₂陶瓷膜及其制備方法，膜孔徑均勻、膜壁薄，滲透通量大和節省原料、易于實現分離設備小型化、結構簡單化等特點。但是現有的鋁硅復合氧化物比表面積較小，小分子通過性不好。

發明內容

本發明的目的正是針對上述現有技術中所存在的不足之處而提供一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法。

本發明將硅源和致孔劑依次加入水中，然后加入酸，反應一段時間后加入鋁源，繼續反應，控制反應程度使體系保持在溶膠狀態，然后將溶膠進行噴霧干燥，所得產物通過溶液抽提或高溫灼燒去除致孔劑后即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。

本發明的目的可通過下述技術措施來實現：

本發明的介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法包括下述步驟：

a.???????將致孔劑加入水中在20~80℃攪拌溶解，其中所述致孔劑與水的重量/體積比為1：10～100，冷卻至5~30℃，然后在攪拌下將硅酸酯加入上述溶液中，其中硅酸酯與致孔劑的重量比為1:0.2~10，接著加入酸，控制體系pH值在2~4，在5~60℃下反應5～120分鐘。

b.???????在a溶液中加入鋁源，鋁源中氧化鋁和硅酸酯中二氧化硅的重量比為1：2.5～40，在5~60℃下繼續攪拌15～120分鐘。

c.????????將b溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度160～220℃，檢測溫度110～130℃，得到白色粉末。所制得的白色粉末在80～100℃下烘干2～8小時，然后在400～600℃下灼燒1～2小時，然后在800～1000℃下熱處理30～120分鐘，即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。

本發明所述的致孔劑為十六烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三乙基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三乙基氯化銨、十二烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、環氧聚乙烯、環氧乙烯-環氧丙烯二元共聚物或環氧乙烯-環氧丙烯-環氧乙烯三元共聚物中的任意一種。

本發明所述的硅酸酯為正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四異丙酯或正硅酸四丁酯中的任意一種。

本發明所述的鋁源為硝酸鋁、硫酸鋁、氯化鋁、鋁酸三甲酯、鋁酸三異丙酯或鋁酸三芐酯中的任意一種。

本發明所述的酸為鹽酸、硫酸、磷酸、草酸、醋酸或碳酸中的任意一種。

本發明的有益效果如下：

1.???????所得的鋁硅復合氧化物為一種固體酸，酸性強，L酸位豐富。

2.???????所得的鋁硅復合氧化物呈現介孔空心微球結構，小分子通過性好，比表面積高于1000m²/g。

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具體實施方式

本發明以下將結合實施例作進一步詳述。有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述本發明內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。

實施例1.???????將十六烷基三甲基溴化銨加入水中在50℃攪拌溶解，其中十六烷基三甲基溴化銨與水的重量/體積比為1：30，冷卻至25℃，然后在攪拌下將正硅酸乙酯加入上述溶液中，其中正硅酸乙酯與十六烷基三甲基溴化銨的重量/體積比為1:2，接著加入鹽酸，控制體系pH值在4，在40℃下反應30分鐘。接著在上述溶液中加入硝酸鋁，硝酸鋁和正硅酸乙酯的重量/體積比為1：1，在40℃下繼續攪拌30分鐘。然后將上述溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度180℃，檢測溫度120℃，得到白色粉末。所制得的白色粉末在100℃下烘干2小時，然后在500℃下灼燒1小時，即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。