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，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