專利名稱：一種鋯鋁雙介孔材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于材料合成技術領域，具體涉及一種鋯鋁雙介孔材料及其制備方法。
二背景技術：
1992年，Molbil石油公司首次成功合成了以MCM-41為代表的介孔材料，引起了研究者的極大關注，該材料比表面積高，具有規(guī)則的介孔孔道，孔道排布長程有序，有利于大分子的擴散和轉化，是大分子吸附、轉化的理想材料。隨著技術的不斷發(fā)展，人們又研究出性能更加優(yōu)越的雙介孔的材料，該種雙介孔材料不但具有不同孔徑的孔道結構，而且還兼具有每種孔徑的優(yōu)點，因而可以大大改善催化劑的性能。同時作為吸附劑，雙介孔結構還可以更好地滿足對不同尺寸的大分子吸附質的分離要求，它的出現為介孔材料的研究注入了新的活力。目前對雙介孔材料的研究不多，且主要為硅基或硅鋁材料，化學組成較為單一，特別是關于鋯鋁雙介孔材料的研究未見報道。
三
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鋯鋁雙介孔材料及其制備方法，以添補此類材料的空白。 為實現上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為 本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料的鋯與鋁的摩爾比為1. 35X 10—3_30X 10—3 : 1-1. 2 ;初級
介孔孔徑為3-5nm ;次級介孔孔徑為10-20nm。 本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料的制備方法包括如下步驟 ①室溫下，按照模板劑氫氧化鈉仲丁醇=0. 2-0. 4 : O. 04-0. 08 : 2. 5-3. 5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液A;按照鋁源仲丁醇=1.0-1.2 : 2.5-3.5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液B ; ②將溶液A與溶液B混合，攪拌下，將質量濃度為6% _10%的鋯源水溶液按l-5ml/分鐘注入溶液A和溶液B的混合物中，該混合物中各原料的摩爾比為模板劑氫
氧化鈉:仲丁醇:鋁源:水:鋯源=o. 2-o. 4 : o. 04-0.08 : 5. o-7. o : i. o-i. 2 : 4. o-so
:1.35X 10—3-30X 10—3; ③繼續(xù)攪拌24小時后，將步驟②所得混合物在8(TC下干燥24小時后，再將所得固體在55(TC下焙燒4小時，即得。 上述的模板劑為脂肪酸，包括月桂酸或硬脂酸。
上述的鋁源為仲丁醇或異丙醇鋁。
上述的鋯源為氧氯化鋯或硝酸鋯。 本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料化學組成為鋯_鋁復合體，具有兩種尺寸的介孔孔徑，能夠滿足大分子擇形和擴散效應對催化劑載體和吸附劑孔徑分布的要求，是潛在的酸性催化劑載體和油品吸附精制的吸附劑。同時該材料的孔徑分布較為狹窄，并在一定范圍內可以調節(jié)，使得其具有的酸性易于調變，為新型實用工業(yè)催化劑載體及吸附劑的開發(fā)提供新的可能。本發(fā)明制備方法工藝簡單，易于操作，反應條件溫和。
四

圖1為本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料的N2_吸附脫附曲線 圖2為本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料的BJH孔徑分布 圖3為本發(fā)明鋯鋁雙介孔的高分辨率電鏡圖。
五具體實施例方式由圖l可以看出該材料有典型的介孔結構的滯后環(huán)；由圖2可以看出介孔范圍內，
明顯的雙孔分布曲線，孔徑分別集中在3. 55nm、13. 5nm ;由圖3可以看出該材料有序排列的
介孔孔道。 實施例1 : ①室溫下，按照硬脂酸氫氧化鈉仲丁醇=o. 2 : o. 04 : 2.5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液a ;按照仲丁醇鋁仲丁醇=i. o : 2.5的摩爾比，將上述原料混合得
到溶液B ; ②將溶液A與溶液B混合，攪拌下，將質量濃度為6%的氧氯化鋯水溶液按lml/分
鐘注入溶液A和溶液B的混合物中，該混合物中各原料的摩爾比為硬脂酸氫氧化鈉仲丁醇仲丁醇鋁水氧氯化鋯=o. 2 : o. 04 : 5. o : i. o : 4. o : i. 35x io—3; ③繼續(xù)攪拌24小時后，將步驟②所得混合物在8(TC下干燥24小時后，再將所得固體在55(TC下焙燒4小時，即得。 所得樣品中鋯與鋁的摩爾比為1. 35X 10—3 : 1. 0 ;初級孔徑為4. 5nm ;次級孔徑
為18. Onm。 實施例2 : ①室溫下，按照月桂酸氫氧化鈉仲丁醇=o. 3 : o. 06 : 3. o的摩爾比，將上述原料混合得到溶液A;按照異丙醇鋁仲丁醇二i. i : 3.o的摩爾比，將上述原料混合得
到溶液B ; ②將溶液A與溶液B混合，攪拌下，將質量濃度為8%的氧氯化鋯水溶液按2ml/分
鐘注入溶液A和溶液B的混合物中，該混合物中各原料的摩爾比為月桂酸氫氧化鈉仲丁醇異丙醇鋁水氧氯化鋯=o. 3 : o. 06 : 6. o : 1.1 : 26. o : i. 5X io—3; ③繼續(xù)攪拌24小時后，將步驟②所得混合物在8(TC下干燥24小時后，再將所得固體在55(TC下焙燒4小時，即得。 所得樣品中鋯與鋁的摩爾比為1. 5X 10—3 : 1. 1 ;初級孔徑為3. 8nm ;次級孔徑
為16. Onm。 實施例3 : ①室溫下，按照硬脂酸氫氧化鈉仲丁醇=o. 4 : o. 08 : 3.5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液a ;按照仲丁醇鋁仲丁醇=i. 2 : 3.5的摩爾比，將上述原料混合得
到溶液B ; ②將溶液A與溶液B混合，攪拌下，將質量濃度為10%的硝酸鋯水溶液按5ml/分
鐘注入溶液A和溶液B的混合物中，該混合物中各原料的摩爾比為硬脂酸氫氧化鈉仲丁醇仲丁醇鋁水硝酸鋯=o. 4 : o. os : 7. o : i. 2 : 50 : 30x io—3; ③繼續(xù)攪拌24小時后，將步驟②所得混合物在80°C下干燥24小時后，再將所得固 體在55(TC下焙燒4小時，即得。 所得樣品中鋯與鋁的摩爾比為1. 5X 10—3 : 1. 2 ;初級孔徑為3. 5nm ;次級孔徑 為13. 0nm。
權利要求
一種鋯鋁雙介孔材料，其特征是該材料的鋯與鋁的摩爾比為1.35×10-3-30×10-3∶1-1.2；初級介孔孔徑為3-5nm；次級介孔孔徑為10-20nm。
2. —種制備權利要求1所述鋯鋁雙介孔材料的方法，包括如下步驟① 室溫下，按照模板劑氫氧化鈉仲丁醇=0. 2-0. 4 : 0. 04-0. 08 : 2. 5-3. 5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液A;按照鋁源仲丁醇=1.0-1.2 : 2.5-3.5的摩爾比，將上述原料混合得到溶液B ;② 將溶液A與溶液B混合，攪拌下，將質量濃度為6% -10%的鋯源水溶液按l-5ml/分鐘注入溶液A和溶液B的混合物中，該混合物中各原料的摩爾比為模板劑氫氧化鈉仲丁醇:鋁源:水:鋯源=o. 2-o. 4 : o. 04-o. 08 : 5. o-7. o : i. o-i. 2 : 4.0-50 : i. 35X10—3-30X10—3 ;③ 繼續(xù)攪拌24小時后，將步驟②所得混合物在8(TC下干燥24小時后，再將所得固體在55(TC下焙燒4小時，即得。
3. 根據權利要求2所述的一種鋯鋁雙介孔材料的制備方法，其特征是所述的模板劑為脂肪酸，包括月桂酸或硬脂酸。
4. 根據權利要求2所述的一種鋯鋁雙介孔材料的制備方法，其特征是所述的鋁源為仲丁醇或異丙醇鋁。
5. 根據權利要求2所述的一種鋯鋁雙介孔材料的制備方法，其特征是所述的鋯源為氧氯化鋯或硝酸鋯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋯鋁雙介孔材料及其制備方法。該材料的鋯與鋁的摩爾比為1.35×10-3-30×10-3∶1-1.2；初級介孔孔徑為3-5nm；次級介孔孔徑為10-20nm。本發(fā)明鋯鋁雙介孔材料化學組成為鋯-鋁復合體，具有兩種尺寸的介孔孔徑，能夠滿足大分子擇形和擴散效應對催化劑載體和吸附劑孔徑分布的要求，是潛在的酸性催化劑載體和油品吸附精制的吸附劑。同時該材料的孔徑分布較為狹窄，并在一定范圍內可以調節(jié)，使得其具有的酸性易于調變，為新型實用工業(yè)催化劑載體及吸附劑的開發(fā)提供新的可能。本發(fā)明制備方法工藝簡單，易于操作，反應條件溫和。
文檔編號B01J21/00GK101733085SQ20091022019
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權日2009年11月27日
發(fā)明者李劍, 楊麗娜 申請人:遼寧石油化工大學