專利名稱：稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，該改性蒙脫土是一種催化氧化揮發(fā) 性有機(jī)化合物(V0Cs)的催化劑載體。
背景技術(shù)：
由于柱撐粘土礦物材料具有獨(dú)特的兩維層間孔隙、高的比表面積以及表面酸性、耐高溫 等優(yōu)良特性，可用作新型催化劑和催化劑載體，從而引起人們的濃厚興趣和高度重視。對(duì)于 鋁基柱撐粘土和在鋁基基礎(chǔ)上的二元(CuAl， FeAl， ZrAl， SiAl )聚合陽離子柱撐粘土的制備， 已有廣泛和深入的研究。鋯基柱撐蒙脫土與其他Al基、Ti基柱撐蒙脫土相比較，具有熱穩(wěn) 定性強(qiáng)、酸位高的特點(diǎn)，對(duì)有機(jī)物和重金屬的吸附效果以及作為催化劑、催化劑載體使用的 催化效果好。目前關(guān)于鋯基聚合陽離子柱撐粘土礦物材料的制備和應(yīng)用已有較多的報(bào)道，但 對(duì)于在鋯基基礎(chǔ)上的二元聚合陽離子柱撐粘土的報(bào)道較少。近年來，有不少關(guān)于摻雜釔能提 高催化劑的穩(wěn)定性和催化氧化活性的報(bào)道，但在鋯基柱撐蒙脫土基礎(chǔ)上摻雜稀土元素釔制成 二元釔鋯交聯(lián)蒙脫土還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于V0Cs凈化催化劑載體用的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備 方法。
本發(fā)明提供的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，以硝酸釔、氯化氧鋯和Ca型蒙脫土 為原料，通過進(jìn)行蒙脫土的鈉離子交換、稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑和復(fù)合交聯(lián)劑拄撐三步法 制備,其步驟為
1. 鈉交換
將Ca型蒙脫土原料，用l. Omol/L的NaCl溶液與Ca型蒙脫土混合，lg蒙脫土的NaCl溶液用量 為100mL， 6(TC下強(qiáng)力機(jī)械攪拌6小時(shí)，離心分離，用去離子水洗滌沉淀物至無Cr( AgN03檢測(cè))， 110。C烘干，得到Na型蒙脫(Na-麗T)。
2. 稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑的合成
將硝酸釔、氯化氧鋯原料，按Zr:Y為5 : l(摩爾比)用去離子水配成溶液，控制Zr:l. Omol/L， 在8(TC 90'C條件下磁力攪拌2小時(shí)，恒溫老化4小時(shí)，冷卻至室溫，即得稀土釔摻雜鋯復(fù)合 交聯(lián)劑。
3.稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備
把鈉型蒙脫土(Na-醒T)在60 7(TC條件下攪拌0.5小時(shí)，制成lwty。的懸濁液，按 Zr/Na-MMT為1Ommol/g的配比，將上述復(fù)合交聯(lián)劑緩慢的滴入蒙脫土懸濁液中，滴畢繼續(xù)攪 拌2小時(shí)，然后再恒溫老化4小時(shí)，離心分離，用去離子水洗滌至無氯離子(AgN03檢測(cè))，于 空氣氛下，11(TC烘干3—4小時(shí)，然后于50(TC焙燒2小時(shí)，研磨過60-80目篩，制得本發(fā)明 的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土。
本發(fā)明所述Ca型蒙脫土原料，層間距為1. 522252nm，陽離子交換容量為108. 4mmol/100g; 礦物組成主要以蒙脫石為主，含量大于95%，含微量石英；吸附容量PNP^350mg/g。 本發(fā)明所述硝酸釔、氯化氧鋯為Zr0Cl2 8H20和Y(N03)3 6H20。 本發(fā)明所述的稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑滴入蒙脫土懸濁液的滴加時(shí)間為1-2小時(shí)。 本發(fā)明所述的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土，采用該材料為催化凈化VOCs催化劑載體用，可 獲得很好的效果。稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土與鈉型蒙脫土相比較，該材料對(duì)丙酮催化氧化的反 應(yīng)溫度由490。C下降至320°C，對(duì)乙酸乙酯催化氧化的完全氧化溫度由420。C下降至290°C，對(duì) 甲苯催化氧化的反應(yīng)溫度也下降了 150°C。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
參照上述的制備步驟
① 將Ca型蒙脫土初始材料,用l. Omol/L的NaCl溶液與Ca型蒙脫土混合，lg蒙脫土的NaCl溶 液用量為100mL， 6(TC下強(qiáng)力機(jī)械攪拌6小時(shí)，離心分離，用去離子水洗滌沉淀物至無Cr( AgN03 檢測(cè))，ll(TC烘干，得到Na型蒙脫土(Na-MMT)。
② 將ZrOCl2'8H20和Y(N03)3'6H20，按Zr:Y為5 : 1 (摩爾比)用去離子水配成溶液，控制 [Zr]=1.0mol/L，在80。C 90'C條件下磁力攪拌2小時(shí)，恒溫老化4小時(shí)，冷卻至室溫，即得稀 土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑。
③ 將①所得的鈉型蒙脫土配制成質(zhì)量百分比為1討%懸濁液，在60 7(TC條件下磁力攪拌 0. 5小時(shí)。
④ 按Zr/Na-函T為10mmol/g的配比，將②所得的復(fù)合交聯(lián)劑緩慢(控制滴加時(shí)間為1—2小時(shí)) 的滴入上述蒙脫土懸濁液中，滴畢后繼續(xù)加熱攪拌2小時(shí)，然后再恒溫老化4小時(shí)，離心分離， 用去離子水洗滌至無氯離子(AgN03檢測(cè))。
⑤ 將此前驅(qū)體在空氣氛下，11(TC烘干3 — 4小時(shí)，然后于500'C焙燒2小時(shí)，研磨過60-80 目篩，制得本發(fā)明的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土。
實(shí)施例2: 原料
硝酸釔- Y(N03)3 6H20 氯化氧鋯-ZrOCl2 8H20
Ca型蒙脫土-內(nèi)蒙蒙脫土 (Ca型)，層間距為1.522252nm，陽離子交換容量為 108.4mmol/100g;礦物組成主要以蒙脫石為主，含量大于95%，含微量石英；晶體化學(xué)式為 (Ca。.39Na。.。2K。.。2) (Si7.91Al。.。9) (Al2.51Fe。.45Mgll。)02。(0H)4 nH20;吸附容量PNP〉=350mg/g。
制備步驟為 l.鈉交換
稱取NaCl 175.32g，溶于3000ml去離子水中，配置成l. Omol/L的溶液。然后再加入Ca型 內(nèi)蒙蒙脫土原料30g，在6(TC下強(qiáng)力機(jī)械攪拌6小時(shí)，冷卻至室溫，倒掉上層清夜，加去離子 水?dāng)嚢杈鶆颍x心分離，用去離子水洗滌沉淀物至無Cr( AgN03檢測(cè))，IIO'C烘干，得到Na 型蒙脫土(Na-MMT)。
2. 稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑的合成
2. 1稱取32. 2gZrOCl2 8H20和7. 661gY(N03)3 6H20，用去離子水配成100ml的混合溶液。 其溶液中[Zr]4.0mol/L， Zr/Y=5 : 1 (摩爾比)。
2.2將上述溶液在8(TC 9(TC條件下磁力攪拌2小時(shí)，再恒溫老化4小時(shí)，冷卻至室溫， 即得稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑。
3. 稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)蒙脫土的制備
3. 1稱取4g鈉型蒙脫土(Na-讓T)于400ml去離子水中，在60 70'C條件下磁力攪拌0. 5
小時(shí)，制成iwty。的懸濁液。
3. 2按Zr/Na-MMT為10mmol/g的配比，將上述復(fù)合交聯(lián)劑40ml緩慢(控制滴加時(shí)間為1 一2小時(shí))的滴入蒙脫土懸濁液中，滴畢后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，然后再恒溫老化4小時(shí)，離心分 離，用去離子水洗滌至無氯離子(AgN03檢測(cè))。
3. 3將此前驅(qū)體在ll(TC烘干3—4小時(shí)，然后于50(TC焙燒2小時(shí)，研磨過60-80目篩， 制得稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土。
上述稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土，用于催化氧化VOCs的催化劑載體，可獲得很好的效果， 對(duì)丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧化溫度分別為320°C、 290°C、 350°C。負(fù)載低含 量的活性組分氧化鈀(O.lwt.%)制得催化劑后，對(duì)丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧 化溫度分別為310， 270， 250°C。
權(quán)利要求
1、一種稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，其特征是以硝酸釔，氯化氧鋯和鈣型蒙脫土為原料，通過進(jìn)行蒙脫土的鈉離子交換、稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑和復(fù)合交聯(lián)劑拄撐三步法制備，其步驟為●鈉交換將Ca型蒙脫土原料，用1.0mol/L的NaCl溶液與Ca型蒙脫土混合，1g蒙脫土的NaCl溶液用量為100mL，60℃下強(qiáng)力攪拌6小時(shí)后離心分離，用去離子水洗滌沉淀物至無氯離子，110℃烘干，得到Na型蒙脫土；●稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑的合成將硝酸釔、氯化氧鋯原料，按Zr:Y摩爾比為5∶1的比例用去離子水配成溶液，控制Zr＝1.0mol/L，在80℃～90℃條件下磁力攪拌2小時(shí)，恒溫老化4小時(shí)，冷卻至室溫，得稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑；●稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備把鈉型蒙脫土在60～70℃條件下攪拌0.5小時(shí)，制成1wt％的懸濁液，按Zr/Na-MMT為10mmol/g的配比，將上述復(fù)合交聯(lián)劑緩慢滴入蒙脫土懸濁液中，滴完后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，然后恒溫老化4小時(shí)，離心分離，用去離子水洗滌至無氯離子，空氣氛下，110℃烘干，然后于500℃焙燒2小時(shí)，研磨過60-80目篩，制得稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)蒙脫土。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，其特征所述Ca型蒙脫土， 層間距為1.522252nrn，陽離子交換容量為108. 4mmol/100g;礦物組成主要以蒙脫石為主， 含量大于95%，含微量石英；吸附容量PNP^350mg/g。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，其特征所述硝酸釔和氯化氧鋯為ZrOCl2 8H20和Y(N03)3 6H20。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，其特征所述復(fù)合交聯(lián)劑滴入蒙脫土懸濁液中滴加時(shí)間為1-2小時(shí)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，其特征所述的烘干時(shí)間為3_4小時(shí)。
6、 權(quán)利要求1制備的土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土，其特征是用于催化氧化VOCs的催化劑載體，對(duì)丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧化溫度分別為32(TC、 29(TC、 35(TC;負(fù)載低 含量的活性組分氧化鈀O. lwt.y。制得催化劑后，對(duì)丙酮、甲苯、乙酸乙酯催化氧化的完全 氧化溫度分別為310， 250， 27(TC。
全文摘要
一種稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土的制備方法，以硝酸釔、氯化氧鋯和Ca型內(nèi)蒙蒙脫土為原料，通過進(jìn)行蒙脫土的鈉離子交換、稀土釔摻雜鋯復(fù)合交聯(lián)劑的制備和復(fù)合交聯(lián)劑拄撐三步法制備，得到稀土釔摻雜鋯交聯(lián)蒙脫土，用于催化氧化VOCs的催化劑載體，負(fù)載低含量的活性組分氧化鈀(0.1wt.％)制得催化劑后，對(duì)丙酮、甲苯、乙酸乙酯催化氧化的完全氧化溫度分別為310，250，270℃。
文檔編號(hào)B01J21/00GK101380571SQ20071007121
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2007年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日
發(fā)明者周仁賢, 敏 陳, 齊靈燕 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)