[发明专利]一种中孔氧化铝/粘土复合材料的制备方法

说明书

一种中孔氧化铝/粘土复合材料制备方法。首先将粘土进行焙烧处理，再将焙烧后的粘土、酸与乙醇或甲醇或水中的一种混合打浆，然后在60‑80℃水浴条件下回流处理1‑3h，得粘土浆液；将嵌段聚合物模板剂溶解于乙醇中得模板剂浆液；再将上述粘土浆液和模板剂浆液进行混合、烘焙后，对所得固体样品进行焙烧，制得中孔氧化铝/粘土复合材料。本发明方法不但显著提高粘土的比表面和孔体积，而且调变了粘土材料的孔结构分布，有效地改善了粘土材料的中孔孔相性能，从而使得本发明方法所制备的粘土复合材料在催化领域有着广泛的用途。

技术领域

本发明涉及一种催化材料的制备方法，具体而言是一种含中孔氧化铝的粘土复合材料。

背景技术

粘土是一种具有广泛用途的材料，作为催化剂或者催化剂载体被广泛地用于石油炼制、石油化工以及精细化工等领域。然而，由于粘土材料多为非孔性结构，这使得其孔道结构不够丰富，比表面和孔体积也相对较小，从而不利于催化反应过程中反应物和产物分子的扩散、传质过程，影响了反应物转化率和产物选择性的提高。因此，制备具有大比表面、大孔体积和优良孔结构的粘土材料已成为人们研究的热点。

目前，采用不同方法制备的具有中、微多级孔道结构粘土复合材料，可以显著地提高粘土材料的比表面、孔体积，同时改善粘土材料的孔结构。专利CN1781600A将催化裂化载体材料原位引入到Y型分子筛的合成体系中，制备了一种含有Y型分子筛复合材料。所制备材料中，Y型分子筛与载体结合更加紧密，从而提高了分子筛的稳定性，并且可以进行各种形式的分子筛改性。

专利CN101239322A提供了一种蒙脱土/沸石分子筛复合材料的制备方法，该方法通过将蒙脱土直接与沸石分子筛制备凝胶混合，然后经晶化过程制备所述材料。

专利CN101239323A公开了一种层状粘土/沸石分子筛复合材料的制备方法，该方法通过将层状粘土直接与沸石分子筛制备凝胶混合，然后经晶化过程制备所述材料。

专利CN101722024A利用天然累托石作为合成沸石分子筛的铝源和部分硅源并作为沸石分子筛生长基质，经原位晶化过程制备了ZSM-5沸石分子筛/累托石复合材料。

专利CN103043680A以天然高岭土矿物和天然硅藻土矿物作为沸石分子筛合成的全部硅源和铝源，并作为沸石分子筛的生长基质，经过原位晶化后制备了一种具有多级孔结构的NaY沸石分子筛/天然矿物复合材料。

专利CN103359759A以酸抽提活化天然层状粘土产生的固液混合物为铝源，然后将水玻璃和导向剂加入到该混合物中，经过水热晶化过程后制备了具有多级孔道结构ZSM-5沸石分子筛/天然粘土复合材料。

然而，由于微孔结构的沸石分子筛孔径小于2nm，从而限制了上述粘土复合材料在大分子反应中的应用。相对而言，中孔材料是一种介于2-50nm的新型多孔材料。它具有极高的比表面积、规则的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用。目前，制备含中孔结构粘土材料的方法较为常用的是酸、碱抽提法，其原理是采用酸、碱对粘土进行骨架元素抽提，以相应地脱除粘土材料骨架结构当中的铝、硅元素，进而在其骨架结构当中生成随机分布的无定型的中孔结构。现有的制备方法主要步骤为：(1)将粘土在一定温度下煅烧活化；(2)在水热反应条件下，利用酸或碱对活化后的粘土进行处理从而得到具有较高比表面积和孔体积的含中孔孔道结构的粘土材料。专利US4843052、US4836913、CN1195014A、CN1186105A等均采用此类方法对粘土进行改性。然而，利用酸、碱抽提法产生的孔道结构为无定型结构，这使得其对增加粘土比表面、孔体积的作用效果有限，同时因无定型的孔道结构孔道尺度大小不一、形状各异，从而不利于催化反应产物选择性的提高。

发明内容