[發明專利]一種多孔二氧化鋯載體的制備方法

在審

• 申請號: 202110075917.8
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112892512A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 周淑雁;李偉峰;王虹;杜冰
• 申請（專利權）人: 陜西瑞科新材料股份有限公司
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J23/38;B01J35/10;B01J37/00;B01J37/08;B01J37/10;B01J37/34
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種多孔二氧化鋯載體的制備方法，具體為：將氯化鋯加入至無水乙醇中，攪拌均勻形成溶解液；然后加入分散劑超聲分散，得到分散液；再將分散液放入反應釜中減壓蒸餾形成粘稠液，然后加入模具中恒溫壓制形成預制塊；最后將預制塊放入第一反應釜中靜置，然后放入第二反應釜中靜置，空氣吹掃后紅外光照下恒溫燒結，得到多孔二氧化鋯載體。氧化鋯載體能夠形成穩定的光照體系，同時氧化鋯表面與貴金屬形成穩定的化學鍵連接，當貴金屬催化劑失活時，光照處理過程中，貴金屬與氧化鋯的連接處形成光照激發狀態，從而達到空穴與電子的形成，從而促使貴金屬自身活性，實現自身活性的恢復。

技術領域

本發明屬于催化載體制備技術領域，具體涉及一種多孔二氧化鋯載體的制備方法。

背景技術

二氧化鋯同時具有表面酸性位和表面堿性位，還具有良好的離子交換性能和氧化還原性能，因而可作為催化劑載體。對負載型催化劑而言，活性組分在載體表面的分散量越多，其催化性能越好，而活性組份的分散量與載體的比表面積緊密相聯，因而，合成高比表面積的多孔二氧化鋯可以有效提高負載金屬分散度，加強金屬-載體相互作用，進而提升催化劑的活性和穩定性。

Lippi等用熱解UiO-66的八面體多孔ZrO₂負載Ru，應用于CO₂甲烷化反應中，CO₂轉化率為96％，甲烷選擇性為99％，與單斜ZrO₂、SBA-15、碳材料等負載的Ru基催化劑相比，在活性和穩定性方面具有明顯優勢。CN1631796A公開了一種介孔二氧化鋯的制備方法，以三嵌段聚氧乙烯型非離子表面活性劑作模板劑，以一縮乙二醇(雙甘醇)、乙酰丙酮、三乙醇胺為絡合穩定劑和用酸或堿調節PH在一定范圍內，通過控制絡合劑用量、pH值大小和老化溫度來協同控制鋯源的水解和縮聚速度，采用溶膠-凝膠法制得孔徑可調、熱穩定性高的介孔二氧化鋯。但模板法成本較高，而且需經高溫煅燒以去除模板，會使載體材料的活性受到較大的影響。Wang等報道了一種一步合成球狀多孔氧化鋯的方法，該方法使用超臨界甲醇為溶劑，硝酸氧鋯為鋯源，羧酸(甲酸或對苯二甲酸)為有機添加劑，300℃反應10min即可得到四方相球形氧化鋯，I型吸附等溫線表明其具有大量微孔，但當溫度升高至400℃時其比表面積下降達32％，可見高溫會造成該氧化鋯孔道坍塌、比表面積驟降。

本發明能夠形成結構穩定的多孔納米氧化鋯，晶型轉變溫度低，大大減少能耗，提高載體材料的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種多孔二氧化鋯載體的制備方法，解決了現有載體負載貴金屬作為催化劑不能起到協同作用的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種多孔二氧化鋯載體的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1，將氯化鋯加入至無水乙醇中，攪拌均勻形成溶解液；然后加入分散劑超聲分散，得到分散液；

步驟2，將分散液放入反應釜中減壓蒸餾形成粘稠液，然后加入模具中恒溫壓制形成預制塊；

步驟3，將預制塊放入第一反應釜中靜置，然后放入第二反應釜中靜置，空氣吹掃后紅外光照下恒溫燒結，得到多孔二氧化鋯載體。

本發明的特點還在于，

步驟1中，氯化鋯在無水乙醇中的濃度為20-60g/L，攪拌速度為1000-2000r/min，攪拌溫度為20-50℃。

步驟1中，分散劑的加入量是氯化鋯質量的20-25％，分散劑采用聚乙烯吡咯烷酮與乙基纖維素的混合物，且聚乙烯吡咯烷酮與乙基纖維素的質量比為1：3-6。

步驟1中，超聲分散的時間為30-60min，超聲分散的溫度為50-60℃，超聲頻率為60-80kHz。

步驟2中，減壓蒸餾的壓力為標準大氣壓的70-80％，蒸餾溫度為70-80℃，恒溫壓制的溫度為90-100℃，壓力為0.3-0.5MPa。