專利名稱：一種淀粉改性二氧化硅材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種多孔材料的制備方法，具體涉及一種淀粉改性二氧化硅材料的制備方法。
背景技術(shù)：
多孔二氧化硅由于具有來源廣泛，結(jié)構(gòu)可控，耐酸腐蝕等優(yōu)點，因而被廣泛用作吸附劑、色譜柱填料、絕熱材料及催化劑載體。特別是隨著催化化工的迅猛發(fā)展，多孔二氧化硅被廣泛應(yīng)用在各種催化體系中，同時為了得到所需孔道結(jié)構(gòu)的二氧化硅，研究者也開發(fā)出各種有效的制備方法，如CN100384726C利用多聚硅氧烷、水、催化劑及表面修飾液得到了表面活性可調(diào)的納米級多孔二氧化硅，CN101962192A將硅醇鹽加入到水/酸/聚乙烯吡咯烷酮溶液中得到了高吸附性多孔二氧化硅，CN101966994A、CN1169716C、CN100500562C、 CN1781997A、CN1142094C通過多種模板合成了多孔二氧化硅空心微球，CN100384727C利用熱解法得到了多孔二氧化硅，CN102219223A采用硅酸鉀和甲酰胺反應(yīng)制備了一種可用于聚合物加氫體系的超寬孔二氧化娃，CN1157245C發(fā)明了一種利用堿金屬鹽擴(kuò)容多孔二氧化娃微球的方法，CN101312908B研制了一種制備球狀納米多孔二氧化硅的裝置，CN1288079C開發(fā)了一種利用三種改性劑的“溶膠-凝膠-溶膠”球狀多孔二氧化硅制備步驟，并將所得產(chǎn)品用做烯烴聚合催化劑載體，取得良好的效果。上述方法制備的多孔二氧化硅要作為催化劑載體和吸附劑，還需成型，一般通過兩種方法成型，一是在多孔二氧化硅制備過程直接成型為球狀顆粒，二是生成分體后再機(jī)械打片成型。然而前者存在成型不均勻，成型后載體結(jié)構(gòu)不可調(diào)變，遇水易破裂的缺點；而后者制備過程過于繁瑣，不易放大生產(chǎn)，且所得材料強度較差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有兩種方法的缺點，本發(fā)明提供了一種制備過程簡單，易于放大，孔徑可調(diào)，強度好，遇水不易粉化破裂的淀粉改性二氧化硅材料的制備方法。具體步驟如下
將二氧化硅和淀粉按質(zhì)量比為1-4:1比例混合，經(jīng)研磨或球磨1-10 h后，加入固體總質(zhì)量I. 2-2. 0倍的水，機(jī)械混合均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48-72 h，80-100 °C干燥
6-12 h，然后在空氣或惰性氣氛下經(jīng)120-800 °C焙燒1-5 h，得到淀粉改性二氧化硅材料。本發(fā)明具有如下優(yōu)點
此類材料原料來源廣泛，制備過程簡單易于放大，成本低廉，環(huán)保無毒；所得載體孔徑可調(diào)，強度優(yōu)良，遇水不易粉化破裂。
具體實施例方式下面的實施例將對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但不局限于實施例。實施例I分別稱取40g無定形二氧化娃和IOg淀粉,研磨10 h將兩種原料混勻,加入100 g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48h，80 °C干燥6h，接著在馬弗爐中120°C焙燒I h得材料A1, A1結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例2
分別稱取30g無定形二氧化娃和20g淀粉,研磨8h將兩種原料混勻，加入80g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥56h，90°C干燥8h，接著在馬弗爐中120°C焙燒3h得材料A2，A2結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例3
分別稱取25g無定形二氧化娃和25g淀粉,球磨Ih將兩種原料混勻，加入60g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥72h，100°C干燥12h，接著在馬弗爐中 120°C焙燒5h得材料A3，A3結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例4
分別稱取30g無定形二氧化娃和20g淀粉,球磨Ih將兩種原料混勻，加入80g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48h，100°C干燥8h，接著在馬弗爐中300°C焙燒3h得材料A4，A4結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例5
分別稱取30g無定形二氧化娃和20g淀粉,球磨Ih將兩種原料混勻，加入80g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48h，100°C干燥8h，接著在馬弗爐中800°C焙燒3h得材料A5，A5結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例6
分別稱取30g無定形二氧化娃和20g淀粉,球磨Ih將兩種原料混勻,加入80g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，N2保護(hù)下室溫干56h，N2保護(hù)下100°C干燥8h，接著在充N2的管式爐中300°C焙燒I h得材料A6，A6結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例7
分別稱取30g無定形二氧化娃和20g淀粉,球磨Ih將兩種原料混勻,加入80g去離子水，用混捏機(jī)攪拌均勻，擠條機(jī)擠條成型，氬氣保護(hù)下室溫干56 h，氬氣保護(hù)下100°C干燥8h，接著在充氬氣的管式爐中300°C焙燒Ih得材料A7，A7結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)見附表I。實施例8
取IOg材料A2加入銅含量為一定濃度的Cu (NO3) 2溶液20 mL,室溫浸潰48h，然后按照先50V X 8 h后100°C X 3 h的程序干燥，500°C下活化3h得催化劑，所得催化劑銅含量為w(Cu) /w(cat.) = 10% ,抗壓機(jī)械強度為 42N。取催化劑裝入固定床反應(yīng)器進(jìn)行甲醇轉(zhuǎn)化反應(yīng)測試，測試反應(yīng)條件為200 °C、質(zhì)量空速2. 6 h_\常壓；具體為在IOml連續(xù)流動固定床上進(jìn)行催化劑測試，催化劑裝入反應(yīng)器后，催化劑在250°C下通H2處理3h，然后采用雙柱塞微量泵輸送甲醇，甲醇經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器反應(yīng)。反應(yīng)開始20h后取氣相和液相產(chǎn)物分析，采用兩臺分別配有Porapak T柱、TDX-Ol柱及熱導(dǎo)池檢測器的氣相色譜進(jìn)行分析，甲醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到48. 96%和產(chǎn)物中甲酸甲酯的選擇性達(dá)到81. 24%。實施例9
作為對比，采用不經(jīng)淀粉改性的無定型二氧化硅(與A2材料的制備原料無定型二氧化娃一樣)作為載體，制備催化劑。催化劑的制備方法以及性能測試方法同實施例8。所得催化劑銅含量為WCu)/V (cat.) = 10%,抗壓機(jī)械強度為37N。評價測試結(jié)果顯示，甲醇轉(zhuǎn)化率35. 25%，產(chǎn)物中甲酸甲酯選擇性為68. 95%
通過與實施例8對比可知，二氧化硅經(jīng)淀粉改性與否，對其作為催化劑的載體具有較大的影響，結(jié)果顯示，在催化劑強度以及性能方面，改性的效果明顯優(yōu)于不改性的效果。附表I部分材料結(jié)構(gòu)參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種淀粉改性二氧化硅材料的制備方法，其特征在于將二氧化硅和淀粉按質(zhì)量比為1-4:1比例混合，經(jīng)研磨或球磨1-10 h后，加入固體總質(zhì)量I. 2-2. O倍的水，機(jī)械混合均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48-72 h, 80-100 °C干燥6_12 h，然后在空氣或惰性氣氛下經(jīng)120-800 °C焙燒1-5 h，得到淀粉改性二氧化硅材料。
全文摘要
一種淀粉改性二氧化硅材料的制備方法,其特征在于將二氧化硅和淀粉按質(zhì)量比為1-4:1比例混合，經(jīng)研磨或球磨1-10h后，加入固體總質(zhì)量1.2-2.0倍的水，機(jī)械混合均勻，擠條機(jī)擠條成型，室溫干燥48-72h，80-100℃干燥6-12h，然后在空氣或惰性氣氛下經(jīng)120-800℃焙燒1-5h，得到淀粉改性二氧化硅材料。本發(fā)明具有原料來源廣泛，制備過程簡單易于放大，成本低廉，環(huán)保無毒；所得載體孔徑可調(diào)，強度優(yōu)良，遇水不易粉化破裂的優(yōu)點。
文檔編號C01B33/18GK102701225SQ201210074059
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者侯曉寧, 慶紹軍, 胡蘊青, 谷傳濤, 高志賢 申請人:中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所