專利名稱：多孔復(fù)合氧化物制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造多孔復(fù)合氧化物的方法，更具體地說(shuō)，涉及一種制造用作載體的多孔復(fù)合氧化物，在該多孔復(fù)合氧化物上形成有大量細(xì)孔，并且孔徑分布相對(duì)均勻。
伴隨化學(xué)相關(guān)行業(yè)目前的發(fā)展，各種催化劑也在發(fā)展。一般地，催化劑主要用于物質(zhì)的合成，裂解和重整。
這樣的催化劑包含金屬或其它成分的顆粒。催化劑有多種應(yīng)用方法，然而，最應(yīng)主要的方法是把催化劑浸漬在載體上。
用于浸漬催化劑顆粒的載體不具有反應(yīng)活性，而且它有大量細(xì)孔。為了激活催化反應(yīng)，提供催化成分和反應(yīng)劑接觸的足夠空間是必要的。用作普通載體的有二氧化硅，氧化鋁，硅鋁酸鹽，沸石和活性炭。特別是，由于硅鋁酸鹽有不同孔徑的孔，它被廣泛作為載體使用。
另一方面，對(duì)于更有效的催化反應(yīng)，那種能夠進(jìn)一步提高反應(yīng)物和催化劑接觸面積的載體是所需要的。一般可通過(guò)溶解可溶性氧化鋁和可溶性氧化硅，然后加熱得到的溶液可制得硅鋁酸鹽。但是根據(jù)上述方法制得的硅鋁酸鹽不能為浸漬催化劑顆粒提供足夠多的孔。載體上形成的孔是用于浸漬催化劑顆粒的空間，催化反應(yīng)在該空間發(fā)生。因此，如果沒(méi)有大量孔，催化反應(yīng)就不能有效進(jìn)行。因此具有豐富孔的載體是需要的。
此外，具有不同直徑的大量的孔應(yīng)在整個(gè)載體中均勻分布，以使各種催化劑顆粒易于浸漬。但是，按常規(guī)方法制得的硅鋁酸鹽孔徑大小不是分布均勻的。
本發(fā)明的目的是提供一種制造多孔復(fù)合氧化物的方法，這種多孔復(fù)合氧化物具有大量微孔因而可作為載體，并且具有相對(duì)均勻的孔徑分布。
為達(dá)到上述目的，這里提供了一種制造多孔復(fù)合氧化物方法，包含如下步驟(a)制備含有硅氧化物(silicon oxid source)的溶液和含有鋁氧化物(aluminum oxide source)的溶液；(b)將步驟(a)中一種溶液緩慢倒入另一溶液中，同時(shí)攪拌；
(c)向步驟(b)得到的混合溶液中加入鹽酸得到溶膠，接著向溶膠中加入氫氧化鈉得到凝膠；(d)高溫高壓下，使凝膠中硅氧化物和鋁氧化物進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明上述目的和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)參考附圖更詳細(xì)描述優(yōu)選實(shí)施方案，將更為清楚。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案制得的多孔復(fù)合氧化物孔體積和孔徑大小關(guān)系曲線。
圖2表示根據(jù)常規(guī)方法制得的多孔復(fù)合氧化物孔體積和孔徑大小關(guān)系曲線。
根據(jù)本發(fā)明，在硅鋁酸鹽形成過(guò)程中使用鹽酸和氫氧化鈉形成大量具有不同大小均勻分布的孔。
首先，分別將可溶性硅氧化物和可溶性鋁氧化物溶解于水中。
根據(jù)本發(fā)明，硅酸鹽，尤其是硅酸鈉作為優(yōu)選的硅氧化物。而鋁酸鹽特別是鋁酸鈉作為優(yōu)選的鋁氧化物。此外，由于室溫條件下，硅氧化物在水中的溶解度低，因此優(yōu)選加熱水溶液以溶解硅氧化物。加熱溫度根據(jù)溶解度和反應(yīng)物性質(zhì)可以變化。然而一般50～60℃是優(yōu)選溫度范圍。
制備好硅氧化物和鋁氧化物水溶液之后，將兩溶液混合。這里，優(yōu)選控制硅氧化物和鋁氧化物濃度比例，使硅和鋁的摩爾比為1比3。
另一方面，為了均勻混合硅氧化物和鋁氧化物，應(yīng)將一種溶液加入到另一溶液中，并同時(shí)加熱攪拌該溶液。
當(dāng)兩種溶液完全混合后，加入鹽酸，直到得到透明的溶膠。然后加入氫氧化鈉，并保持一預(yù)定時(shí)間，使溶膠轉(zhuǎn)化為凝膠。這里，氫氧化鈉刺激硅氧化物和鋁氧化物間的活性和均勻的反應(yīng)。優(yōu)選鹽酸和氫氧化鈉在稀溶液中使用，并且反應(yīng)溶液pH值在3～12。
最后，加熱凝膠，得到具有細(xì)孔的硅鋁酸鹽。加熱是在100～300℃，壓力100～1200磅/平方英寸(psi)條件下進(jìn)行1～10個(gè)小時(shí)。這里，溫度范圍100～150℃，壓力范圍100～200磅/平方英寸是優(yōu)選條件。
在下文，將參考優(yōu)選實(shí)施方案和對(duì)比實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)敘述，然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明不限于所示的特定形式。
<實(shí)施例1>
首先，在150ml55℃蒸餾水中將98.4g硅酸鈉(Na2SiO3)完全溶解，將152.5g鋁酸鈉(NaAlO2)也溶于700ml蒸餾水中。然后，將鋁酸鈉溶液慢慢倒入硅酸鈉溶液中。在混合過(guò)程中，混合液在55℃連續(xù)加熱并同時(shí)攪拌。兩種溶液完全混合后，加入6N HCl直至反應(yīng)混合物透明。然后在透明溶液中加入6N氫氧化鈉直至溶液PH達(dá)到10，然后保持60分鐘得到凝膠。將凝膠放入反應(yīng)室并保持溫度100℃壓力100psi。一小時(shí)之后，產(chǎn)物用真空設(shè)備過(guò)濾，沉淀在100℃干燥24小時(shí)得到粉狀硅鋁酸鹽。
對(duì)制得粉末的表面積、孔體積和孔徑大小關(guān)系進(jìn)行測(cè)定，得到結(jié)果以BET法測(cè)得表面積是135m2/g，孔徑大小分布相對(duì)均勻(參看附圖1的曲線a)。
<實(shí)施例2>
制造粉末狀硅鋁酸鹽方法與實(shí)施例1所述相同，但不同的是，加入6N氫氧化鈉調(diào)整溶液pH到7，反應(yīng)在150℃和150psi條件進(jìn)行。
對(duì)制得粉末的表面積，孔體積和孔徑大小關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，得到結(jié)果以BET法測(cè)得表面積是135m2/g，孔徑大小分布相對(duì)均勻。(參看附圖1的曲線b)。
<實(shí)施例3>
制造粉末狀硅鋁酸鹽方法與實(shí)施例1所述相同，但不同之處是加入6N氫氧化鈉調(diào)溶pH值到3，反應(yīng)在265℃和1100PSi條件下進(jìn)行。
對(duì)制得粉末的表面積，孔體積和孔徑大小關(guān)系進(jìn)行測(cè)量，得到結(jié)果是以BET法測(cè)得的表面積是135m2/g，根據(jù)孔徑大小變化，孔的分布度是完全均勻的(參看附圖1曲線c)。
<對(duì)比實(shí)施例>
制造粉末狀硅鋁酸鹽方法與實(shí)施例1所述相同，但不同之處是不使用鹽酸和氫氧化鈉。測(cè)量制得的粉末的BET表面積和孔徑分布。
從實(shí)施例和對(duì)比例測(cè)量結(jié)果得到根據(jù)本發(fā)明制得的硅鋁酸鹽BET表面積大于100m2/g，而按照常規(guī)方法制得的硅鋁酸鹽BET表面積小于3.3m2/g。而且，在孔徑分布方面，本發(fā)明的硅鋁酸鹽的孔體積隨著孔徑大小變化而相對(duì)均勻分布(參看附圖1)，而按照常規(guī)方法制得的硅鋁酸鹽孔體積分布是不均勻的(參看附圖2)根據(jù)本發(fā)明制造的多孔復(fù)合氧化物，其上面有大量微孔，而且孔徑分布相對(duì)均勻，所以本發(fā)明的多孔復(fù)合氧化物適合用作載體。
權(quán)利要求
1.制造多孔復(fù)合氧化物的方法，包括如下步驟(a)制備含有硅氧化物的溶液和含有鋁氧化物的溶液；(b)將步驟(a)所述的一種溶液緩慢倒入另一溶液中，同時(shí)攪拌；(c)向步驟(b)制備的所述混合溶液中加入鹽酸得到溶膠，接著向所述溶膠中加氫氧化鈉得到凝膠；(d)在所述凝膠中于高溫高壓下使所述硅氧化物和鋁氧化物進(jìn)行反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中，上述混合溶液的硅和鋁摩爾比為1～3。
3.如權(quán)利要求1的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中硅氧化物是硅酸鹽。
4.如權(quán)利要求3的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中所述硅酸鹽是硅酸鈉。
5.如權(quán)利要求1的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中所述鋁氧化物是鋁酸鹽。
6.如權(quán)利要求5的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中所述鋁酸鹽是鋁酸鈉。
7.如權(quán)利要求1的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中加入所述氫氧化鈉直到溶膠的pH值達(dá)到3～12。
8.如權(quán)利要求1的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中，反應(yīng)是在溫度為100～300℃，壓力為100～1200psi的條件下進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求8的制造多孔復(fù)合氧化物的方法，其中所述溫度是100～150℃，壓力是100～200psi。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造多孔復(fù)合氧化物的方法。該方法包含以下步驟:(a)制備含有氧化硅源的溶液和含有氧化鋁源的溶液;(b)將步驟(a)中的一種溶液慢慢倒入另一溶液中,同時(shí)攪拌;(c)在步驟(b)制備的混合溶液中加入鹽酸得到溶膠,接著向溶膠中加入氫氧化鈉得到凝膠;(d)使在凝膠中的氧化硅源和氧化鋁源在高溫度壓下反應(yīng)。這種多孔復(fù)合氧化物具有大量微孔,而且孔徑分布相對(duì)均勻,適于用作載體。
文檔編號(hào)B01J21/00GK1171295SQ97103418
公開(kāi)日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1997年2月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月19日
發(fā)明者權(quán)鎬真, 洪舜教, 白桂東, 金惠真, 樸東坤 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社