[發(fā)明專利]一種Cu/Al-SBA-15雙金屬?gòu)?fù)合型催化劑的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110275923.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113083350B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王龍;羅享豪;鄧任遠(yuǎn);胡為民;黃年玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J29/04
• 分類號(hào): B01J29/04;C07C319/14;C07C323/20;C07C1/24;C07C15/54
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

本發(fā)明涉及一種Cu/Al?SBA?15雙金屬?gòu)?fù)合型催化劑的制備方法及應(yīng)用；以棒狀SBA?15介孔分子篩為負(fù)載底物，以九水合硝酸鋁（Al(NO₃)₃·9H₂O）為鋁源，以三水合硝酸銅（Cu(NO₃)₂·3H₂O）為銅源，以H₂O為合成溶劑。先調(diào)控鋁源與棒狀SBA?15的混合溶液pH值、攪拌時(shí)間、晶化溫度以及晶化時(shí)間來(lái)制成一次浸漬產(chǎn)物Al/SBA?15；再調(diào)控硝酸銅溶液與Al/SBA?15的混合溶液的攪拌時(shí)間、干燥溫度及干燥時(shí)間來(lái)制成二次浸漬產(chǎn)物Cu/Al?SBA?15雙金屬?gòu)?fù)合型催化劑。本發(fā)明為兩步浸漬負(fù)載，在浸漬負(fù)載過(guò)程中不使用其他溶劑，綠色環(huán)保、制作成本較低、工藝簡(jiǎn)單且可控，催化劑介孔有序具有良好的水熱穩(wěn)定性，參與應(yīng)用能易于分離回收和多次重復(fù)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Cu/Al-SBA-15雙金屬?gòu)?fù)合型催化劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

SBA-15介孔分子篩，具有二維六方結(jié)構(gòu)有序孔道，較大的孔體積，較高的比表面積和較厚的孔壁。近些年來(lái)，眾多研究學(xué)者將其作為載體搭載各種活性組分廣泛應(yīng)用于各種催化領(lǐng)域，但在合成金屬摻雜SBA-15的過(guò)程中，仍然存在問(wèn)題，要合成金屬摻雜型SBA-15介孔分子篩，其過(guò)程需要較強(qiáng)的酸性，而金屬在酸性條件下主要以陽(yáng)離子的形式存在，則金屬-氧-硅(M-O-Si)鍵較難形成，其次金屬源和硅源的水解聚合速度不容易匹配，連SBA-15二維六方結(jié)構(gòu)有序孔道都難以形成，此類問(wèn)題在該領(lǐng)域受到眾多研究學(xué)者的廣泛研究。

后續(xù)有研究學(xué)者利用浸漬法將金屬源物種引入到SBA-15介孔材料孔道內(nèi)，從而可以提高SBA-15介孔分子篩的一系列物理化學(xué)特性，形成負(fù)載型SBA-15介孔復(fù)合材料。浸漬法在將金屬源引入SBA-15孔道時(shí)，所使用溶劑一般不會(huì)對(duì)SBA-15內(nèi)部孔道造成坍塌影響且過(guò)程不使用其他溶劑，相比較與摻雜型SBA-15介孔復(fù)合型材料，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單且更加可控，制備的多金屬?gòu)?fù)合型催化劑介孔有序且參與應(yīng)用更加穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為兩步浸漬負(fù)載，在浸漬負(fù)載過(guò)程中不使用其他溶劑，綠色環(huán)保、制作成本較低、工藝簡(jiǎn)單且可控，催化劑介孔有序具有良好的水熱穩(wěn)定性，參與應(yīng)用能易于分離回收和多次重復(fù)使用。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

(1)在分析天平上用稱量紙稱取九水合硝酸鋁(Al(NO₃)₃·9H₂O)加入去離子水溶液，常溫下進(jìn)行攪拌，直至Al(NO₃)₃·9H₂O完全溶解至澄清，再調(diào)節(jié)溶液pH值，溶液pH值為1-4；

(2)稱取制作好的棒狀SBA-15介孔分子篩，將其緩慢攪拌加入步驟(1)的溶液中，在室溫下連續(xù)攪拌，混合攪拌時(shí)間為2-7h，SBA-15與Al(NO₃)₃·9H₂O的質(zhì)量比為2-5:1-3；

(3)將所得混合溶液轉(zhuǎn)入內(nèi)襯聚四氟乙烯晶化釜中，在120℃-180℃下繼續(xù)晶化20-24小時(shí)；

(4)將晶化后的混合物用去離子水和無(wú)水乙醇進(jìn)行洗滌，干燥后再經(jīng)高溫煅燒，高溫煅燒過(guò)程，以升溫速率為2-6℃/min升溫至500-700℃，煅燒4-8h，即得到一次浸漬產(chǎn)物Al/SBA-15。

(5)在分析天平上再稱取三水合硝酸銅(Cu(NO₃)₂·3H₂O)加入去離子水中溶解至澄清，將一次浸漬產(chǎn)物Al/SBA-15加入溶液中，連續(xù)攪拌，混合攪拌時(shí)間為1-4h，SBA-15與Cu(NO₃)₂·3H₂O的質(zhì)量比為5-12:1-2；