專利名稱：一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法
一種介孔空心微球結構的紹娃復合氧化物的制備方法技術領域
本發(fā)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(tǒng)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(huán)境問題。環(huán)境友好的固體酸催化劑優(yōu)點是沒有設備腐蝕問題，產(chǎn)物與催化劑易于分離，催化活性高等特點，因而在增塑劑(D0A、D0P等多個產(chǎn)品)、潤滑油(三羥甲基丙烷油酸酯、季戊四醇油酸酯等多個產(chǎn)品)、生物柴油、石油裂解、雜環(huán)合成(四氫呋喃、二氧六環(huán)、烷基吡嗪、烷基吡啶等多個產(chǎn)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(jié)省原料、易于實現(xiàn)分離設備小型化、結構簡單化等特點。但是現(xiàn)有的鋁硅復合氧化物比表面積較小，小分子通過性不好。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)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(fā)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(xù)反應，控制反應程度使體系保持在溶膠狀態(tài)，然后將溶膠進行噴霧干燥，所得產(chǎn)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(fā)明的目的可通過下述技術措施來實現(xiàn): 本發(fā)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2(T80°C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°C，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飛(TC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°C下繼續(xù)攪拌15 120分鐘。
c.將b溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度160 220°C，檢測溫度110 130°C，得到白色粉末。所制得的白色粉末在80 100°C下烘干2 8小時，然后在400 600°C下灼燒I 2小時，然后在800 1000°C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(fā)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(huán)氧聚乙烯、環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯二元共聚物或環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯-環(huán)氧乙烯三元共聚物中的任意一種。
本發(fā)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(fā)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節(jié)酯中的任意一種。
本發(fā)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(fā)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(xiàn)介孔空心微球結構，小分子通過性好，比表面積高于 1000m2/g。
具體實施方式
本發(fā)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(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)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°C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°C，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°C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°C下繼續(xù)攪拌30分鐘。然后將上述溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度180°C，檢測溫度120°C，得到白色粉末。所制得的白色粉末在100°C下烘干2小時，然后在500°C下灼燒I小時，即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。
實施例2.將十六烷基苯磺酸鈉加入水中在60°C攪拌溶解，其中十六烷基苯磺酸鈉與水的重量/體積比為1:30，冷卻至25°C，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苯磺酸鈉的重量/體積比為2:3，接著加入鹽酸，控制體系pH值在4，在40°C下反應30分鐘。接著在上述溶液中加入六水合氯化鋁，六水合氯化鋁和正硅酸乙酯的重量體積比為2 :1，在40°C下繼續(xù)攪拌30分鐘。然后將上述溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度180°C，檢測溫度120°C，得到白色粉末。所制得的白色粉末在100°C下烘干2小時，然后在500°C下灼燒I小時，即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。
實施例3.將十二烷基胺加入水中在60°C攪拌溶解，其中十二烷基胺與水的重量/體積比為1:30，冷卻至25°C，然后在攪拌下將正硅酸四丁酯加入上述溶液中，其中正硅酸四丁酯與十二烷基胺的重量/體積比為1: 3，接著加入鹽酸，控制體系pH值在4，在40°C下反應30分鐘。接著在上述溶液中加入硫酸鋁，硫酸鋁和正硅酸四丁酯的重量體積比為1:2，在40°C下繼續(xù)攪拌30分鐘。然后將上述溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度180°C，檢測溫度120°C，得到白色粉末。所制得的白色粉末在100°C下烘干2小時，然后在500°C下灼燒I小時，即可得到介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。
將環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯-環(huán)氧乙烯三元共聚物加入水中在60°C攪拌溶解，其中環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯-環(huán)氧乙烯三元共聚物與水的重量/體積比為1:10，冷卻至25°C，然后在攪拌下將正硅酸乙酯加入上述溶液中，其中正硅酸乙酯與環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯-環(huán)氧乙烯三元共聚物的重量/體積比為1:8，接著加入硫酸，控制體系pH值在4，在40°C下反應30分鐘。接著在上述溶液中加入鋁酸三異丙酯，鋁酸三異丙酯和正硅酸乙酯的重量體積比為1:1，在40°C下繼續(xù)攪拌30分鐘。然后將上述溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度180°C，檢測溫度120°C，得到白色粉末。所制得的白色粉末在100°C下烘干2小時，然后在500°C下灼燒I小時，即可得到介 孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物。
權利要求
1.一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法，其特征在于:所述方法包括下述步驟: a.將致孔劑加入水中在2(T80°C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°C，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飛(TC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°C下繼續(xù)攪拌15 120分鐘； c.將b溶膠進行噴霧干燥，噴霧溫度160 220°C，檢測溫度110 130°C，得到白色粉末，所制得的白色粉末在80 100°C下烘干2 8小時，然后在400 600°C下灼燒I 2小時，最后在800 1000°C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。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于: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(huán)氧聚乙烯、環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯二元共聚物或環(huán)氧乙烯-環(huán)氧丙烯-環(huán)氧乙烯三元共聚物中的任意一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于: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。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于: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。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于:所述的酸為鹽酸、硫酸、磷酸、草酸、醋酸或碳酸 中的任意一種。
全文摘要
一種介孔空心微球結構的鋁硅復合氧化物的制備方法，其特征是將致孔劑加入水中分散均勻后依次加入硅酸酯和酸，反應一段時間后加入鋁源，繼續(xù)反應一段時間，然后將所得溶膠進行噴霧干燥得到白色產(chǎn)物，產(chǎn)物烘干和高溫灼燒后即可得到鋁硅復合氧化物，該復合氧化物為一種固體酸，酸性強，L酸位豐富，呈現(xiàn)介孔空心微球結構，小分子通過性好，比表面積高于1000m2/g。
文檔編號C01F7/02GK103145163SQ20131008308
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權日2013年3月15日
發(fā)明者苗蔚, 程文喜, 魏鳳春, 劉國勤, 程巧換, 李金玲, 彭進 申請人:河南工業(yè)大學