專利名稱：制備多孔復(fù)合氧化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備多孔復(fù)合氧化物的方法，更具體地，涉及用作載體的多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中的細(xì)孔大量形成并且孔徑分布相對均勻。
與化學(xué)相關(guān)的工業(yè)的最新發(fā)展總是伴隨著各種催化劑的發(fā)展。一般地，一種催化劑基本上是用于物質(zhì)的合成、分解和重組。
這樣的催化劑包括金屬顆?；蚱渌M份。同時，催化劑有各種應(yīng)用方法，通常催化劑與載體結(jié)合使用。
用于浸漬催化劑顆粒的載體本身是非反應(yīng)性的并有豐富的細(xì)孔。為了活化催化反應(yīng)，它有必要獲得用于催化劑組分和反應(yīng)物接觸的足夠空間。通常的載體有硅石、氧化鋁、硅鋁酸鹽、沸石和活性炭。
特別地，因?yàn)楣桎X酸鹽有多種孔徑，因而它得以廣泛應(yīng)用。硅鋁酸鹽一般如下獲得溶解一種可溶性鋁氧化物源和硅氧化物源，并在高壓下將高于100℃的溫度應(yīng)用于所得到的溶液中，因此導(dǎo)致水熱反應(yīng)。
另一方面，對活化催化反應(yīng)，要求載體具有大量的孔。但是根據(jù)上述水熱法制備的硅鋁酸鹽沒有足夠的孔隙用來浸漬其中的催化劑顆粒。
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供用作載體的多孔復(fù)合氧化物的制備方法，該氧化物具有大量的細(xì)孔，并具有相對均勻的孔徑分布。
為達(dá)到上述目的，現(xiàn)提供一種制備多孔復(fù)合氧化物的方法，包括步驟(a)緩慢混合一種包括一種硅氧化物源的溶液和一種包括一種鋁氧化物源的溶液；(b)將鹽酸加入步驟(a)制備的混合溶液中，得到一種溶膠；和(c)向所述溶膠中加入氫氧化鈉，將得到的生成物在室溫下反應(yīng)30分鐘至12小時，并干燥生成物。
根據(jù)本發(fā)明，包含硅氧化物源和鋁氧化物源的溶液在低于100℃的溫度下反應(yīng)。與常規(guī)水熱法不同，根據(jù)本發(fā)明在低于100℃的溫度條件下制備的硅鋁酸鹽具有大量的細(xì)孔。
本發(fā)明的上述目的和有益效果，通過參照附圖詳細(xì)描述優(yōu)選的實(shí)施方案將更加明顯，其中


如下
圖1至圖3表示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案制備的多孔復(fù)合氧化物的孔隙容量和孔隙直徑的關(guān)系；圖4表示根據(jù)常規(guī)方法制備的多孔復(fù)合氧化物的孔隙容量和孔隙直徑的關(guān)系。
下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的作為復(fù)合氧化物的硅鋁酸鹽的制備方法。
首先，將一種可溶性硅氧化物源和一種可溶性的鋁氧化物源分別溶于水中。
根據(jù)本發(fā)明，一種硅酸鹽，特別是硅酸鈉用作優(yōu)選的硅氧化物源。同樣地，一種鋁酸鹽，特別是鋁酸鈉用作優(yōu)選的鋁氧化物源。另外，因?yàn)榉磻?yīng)物的水溶解性較差，優(yōu)選加熱水溶液以溶解反應(yīng)物。特別地、由于室溫下硅氧化物源的水溶解性較差，優(yōu)選加熱水溶液以溶解硅氧化物源。此處，加熱溫度可根據(jù)反應(yīng)物的溶解性和性質(zhì)而有所變化，但是一般優(yōu)選的溫度范圍為50～60℃。
硅氧化物源和鋁氧化物源的水溶液制備好后，將兩溶液混合。此處，優(yōu)選控制硅氧化物源和鋁氧化物源的比例，使硅與鋁的摩爾比為1至3。
另一方面，為了均勻混合硅氧化物源和鋁氧化物源，其中在加熱和攪拌溶液的同時，將一種溶液緩慢加入另一種溶液。
當(dāng)兩種溶液完全混合后，加入鹽酸直至獲得透明的溶膠。然后，加入氫氧化鈉，并使所得溶液在室溫保持預(yù)設(shè)的一段時間。于是，溶膠就變成凝膠。反應(yīng)進(jìn)行30分鐘至12小時，優(yōu)選30分鐘至1小時。此處，氫氧化鈉激發(fā)了硅氧化物源和鋁氧化物源之間的活性和均勻反應(yīng)。優(yōu)選地，鹽酸和氫氧化鈉采用稀溶液形式，并使加入氫氧化鈉后的反應(yīng)溶液的pH保持在3～12的范圍內(nèi)。
最后，過濾凝膠并干燥過濾所得沉淀物以獲得具有細(xì)孔的硅鋁酸鹽。此處，干燥在100～150℃的范圍和在空氣中進(jìn)行。
此后，本發(fā)明將根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方案和比較例而進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，應(yīng)注意本發(fā)明并不限于將要說明的特定形式。
實(shí)施例1首先，98.4克的硅酸鈉(Na2SiO3)在55℃完全溶解于150ml的蒸餾水中。同樣，152.5克的鋁酸鈉(NaAlO2)單獨(dú)溶解于700ml蒸餾水中。然后，鋁酸鈉溶液慢慢地傾入硅酸鈉溶液中。攪拌過程中，混合溶液在攪拌下連續(xù)加熱至55℃。兩種溶液完全混合后，加入6N的HCl直至反應(yīng)混合物變成透明。然后，將6N的NaOH加入透明溶液中，直至溶液的pH達(dá)到11，所得溶液靜置60分鐘以得到凝膠。用真空裝置過濾凝膠，并且沉淀在120℃下干燥24小時，以得到粉末狀的硅鋁酸鹽。
測量所制粉末的表面積以及孔隙容量與孔徑的關(guān)系。結(jié)果是，BET表面積為395.5m2/g和形成大量的孔。同樣，孔徑的分布相對均勻(參照附圖1)。
實(shí)施例2除了加入6N的NaOH使溶液pH值調(diào)為7以外，用與實(shí)施例1所述的相同方法制備粉末狀的硅鋁酸鹽。
測量所制粉末的表面積以及孔隙容量與孔徑的關(guān)系。結(jié)果是，BET表面積為238.8m2/g和形成大量的孔。而且，孔徑的分布相對均勻(參照附圖2)。
實(shí)施例3除了加入6N的NaOH使溶液pH調(diào)為3以外，用與實(shí)施例1所述的相同方法制備粉末狀的硅鋁酸鹽。
測量所制粉末的表面積以及孔隙容量與孔徑的關(guān)系。結(jié)果是，BET表面積為409.6m2/g和形成大量的孔。而且，孔徑的分布相對均勻(參照附圖3)。
比較例用與實(shí)施例1所述的相同方法制備含可溶性硅酸鈉和鋁酸鈉的溶膠。然后，于溶膠中加入6N的NaOH直至溶膠pH達(dá)到7。60分鐘后，得到凝膠。將凝膠置于一高壓反應(yīng)室中并在150℃、150磅/英寸2下反應(yīng)1小時。用真空裝置過濾生成物，并且沉淀物在120℃下干燥24小時，以得到粉末狀的硅鋁酸鹽。
然后，測量所制粉末的表面積以及孔隙容量與孔徑的關(guān)系。結(jié)果是，根據(jù)常規(guī)方法制備的硅鋁酸鹽，雖也得到大量的孔并且孔徑分布也相對均勻(參照附圖4)，但是BET表面積卻較小，例如為135m2/g。
從實(shí)施例和比較例的結(jié)果看，根據(jù)本發(fā)明在低于100℃的溫度下制備的多孔復(fù)合氧化物具有大量細(xì)孔并且其孔徑分布相對均勻，因此，本發(fā)明的多孔復(fù)合氧化物適于作載體。
權(quán)利要求
1.一種制備多孔復(fù)合物的方法，包括下述步驟(a)緩慢混合一種包括一種硅氧化物源的溶液和一種包括一種鋁氧化物源的溶液；(b)將鹽酸加入所述步驟(a)制備的混合溶液中以得到一種溶膠；和(c)向所述溶膠中加入氫氧化鈉，將得到的生成物在室溫下反應(yīng)30分鐘至12小時，并干燥生成物。
2.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述混合溶液的硅鋁摩爾比為1～3。
3.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述硅氧化物源為硅酸鹽。
4.權(quán)利要求3所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述硅酸鹽為硅酸鈉。
5.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述鋁氧化物源為鋁酸鹽。
6.權(quán)利要求5所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述鋁酸鹽為鋁酸鈉。
7.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中將所述氫氧化鈉加入直到溶膠的pH值達(dá)3～12。
8.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述步驟(c)的反應(yīng)進(jìn)行30分鐘至1小時。
9.權(quán)利要求1所述的一種多孔復(fù)合氧化物的制備方法，其中所述步驟(c)的干燥在100～150℃下、在空氣中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制備多孔復(fù)合氧化物的方法。該方法包括下述步驟:(a)緩慢混合一種包括一種硅氧化物源的溶液和一種包括一種鋁氧化物源的溶液;(b)將鹽酸加入所述步驟(a)制備的混合溶液中以得到一種溶膠;和(c)向所述溶膠中加入氫氧化鈉,將得到的生成物在室溫下反應(yīng)30分鐘至12小時,并干燥生成物。多孔復(fù)合氧化物具有大量細(xì)孔并且其孔徑分布相對均勻,因此,本發(fā)明的多孔復(fù)合氧化物適于作載體。
文檔編號B01J21/12GK1171982SQ9710457
公開日1998年2月4日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月31日
發(fā)明者權(quán)鎬真, 洪舜教, 白桂東, 金惠真, 樸東坤, 南相成 申請人:三星電子株式會社