[發(fā)明專利]一種Sandwich型稀土多酸與層狀稀土氫氧化物插層復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310696006.2
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103706402A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋宇飛;王曉婷;陳偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J31/26
• 分類號(hào): B01J31/26;C10G27/12
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種Sandwich型稀土多酸與層狀稀土氫氧化物插層復(fù)合材料的制備方法及其在油品萃取氧化脫硫中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

層狀稀土氫氧化物（LRHs）是一類具有層狀結(jié)構(gòu)的新型無機(jī)層狀功能材料，其主體由稀土金屬的氫氧化物構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)類似于水滑石，組成通式可以表示為：[Re³⁺₂(OH)₅]⁺(A^n-)_1/n﹒mH₂O，Re表示位于層板上的三價(jià)重稀土陽離子，如Tb³⁺、Eu³⁺、Y³⁺、Gd³⁺等；A^n-是層間陰離子，如：NO₃^-、Cl^-、F^-、Br^-、I^-等無機(jī)陰離子等；m為層間水分子的個(gè)數(shù)。層狀稀土氫氧化物中由八配位和九配位的三價(jià)稀土金屬陽離子Re³⁺所組成的[Re₄(OH)₁₀(H₂O)₄]²⁺_n，使得層板帶正電荷，層間存在可以交換的陰離子與層板上的正電荷平衡，使得LRHs的整體結(jié)構(gòu)呈電中性。因此，可以引入多種功能性陰離子，如無機(jī)陰離子、有機(jī)陰離子、同多和雜多陰離子及配合物陰離子等，通過改變層間陰離子的種類和數(shù)量，使得LRHs成為具有不同應(yīng)用功能的超分子插層結(jié)構(gòu)材料。

多酸化合物是一類含有V、Mo、W等金屬的多金屬氧化物。由同種含氧酸根離子縮合形成的叫同多陰離子，其酸叫同多酸。由不同種類的含氧酸根陰離子縮合形成的叫雜多陰離子，其酸叫雜多酸。目前已知有近70種元素的原子可作為雜多酸中的雜原子，包括全部的第一系列過渡元素，幾乎全部的第二、三系列過渡元素，再加上B、Al、Ga、Si、Ge、Sn、P、As、Sb、Bi、Se、Te、I等。而每種雜原子又往往可以不同價(jià)態(tài)存在于雜多陰離子中，所以種類是相當(dāng)繁多的。

多酸作為催化劑具有活性與選擇性高、腐蝕性小以及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。其在工業(yè)催化領(lǐng)域的廣泛與成功的應(yīng)用使得對(duì)于多酸化學(xué)的研究成為過去半個(gè)世紀(jì)里一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域。在催化領(lǐng)域，1972年世界上第一個(gè)雜多酸為催化劑的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)項(xiàng)目即由丙烯直接水合制異丙醇在日本獲得成功，在1980～1990年，多酸催化新工藝占日本十年來所有規(guī)模化生產(chǎn)催化新工藝的20%。在醫(yī)藥領(lǐng)域，1971年法國(guó)科學(xué)家最先報(bào)道了雜多陰離子[SiW₁₂O₄₀]^4-的抗病毒活性，特別是[NaSb₉W₂₁O₈₆]^18-,具有抑制鼠的白血病毒和肉瘤病毒以及抑制DNA和RNA病毒聚合酶的作用。此外，多酸化合物作為無機(jī)抗蝕劑、農(nóng)藥添加劑、非線性光學(xué)材料、電致變色與顯示材料和其磁特性在化工、生物和材料等領(lǐng)域也有著非常廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

多酸作為催化劑在實(shí)際應(yīng)用過程中經(jīng)常出現(xiàn)粉體團(tuán)聚以及負(fù)載多酸所造成的分離、回收和循環(huán)利用上的問題。為了解決以上問題，化學(xué)家們探索了多酸插層類材料。這樣與單獨(dú)的多酸分子相比，通過將多酸化合物插入到層狀化合物提供的限域空間內(nèi)，這類插層組裝化合物不僅兼陰離子粘土和多陰離子的功能特性，而且對(duì)于解決雜多酸在工業(yè)催化過程中的固載化問題具有實(shí)際意義；同時(shí)，插層組裝化合物具有中微孔結(jié)構(gòu)，非常適合用于選擇型催化反應(yīng)，這一點(diǎn)類似于分子篩的功能特性。

Sandwich型多酸陰離子已經(jīng)被證明對(duì)萃取氧化脫硫反應(yīng)具有良好的催化活性，但是由于Sandwich型多酸陰離子能溶解于氧化劑雙氧水中，使得催化劑難于分離回收，不利于工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種Sandwich型稀土多酸與層狀稀土氫氧化物插層復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明將具有催化活性的Sandwich型多酸陰離子引入層狀稀土氫氧化物層間，利用層狀稀土氫氧化物層板間的限域作用，將其固載化于層板間，解決了催化劑難于分離回收的問題，且實(shí)現(xiàn)了稀土資源的有效利用。