[发明专利]一种贵金属担载的三维介孔硅铝酸盐催化剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种贵金属担载的三维介孔硅铝酸盐催化剂的制备方法，本发明以饱和丁醇水溶液为反应介质，在反应过程中加入适量硅源，通过对反应体系的调控，合成出具有三维介孔的硅铝酸盐载体材料，然后进行贵金属担载，制备出贵金属担载的具有三维网络状介孔结构的硅铝酸盐催化剂。本发明制备的催化剂具备三维介孔结构，介孔由硅铝酸盐纳米棒组装而成，催化剂整体具有良好的孔道连通性、高的比表面积和大的孔体积，所担载的贵金属活性组分均匀地分布在催化剂载体上，且合成条件温和，反应易于控制，在石油化工领域，催化剂领域，尤其是生物质柴油的脱氧加氢、生物质柴油副产物的利用都有很好的应用前景，适合于工业推广。

技术领域

本发明属于无机复合技术领域，具体涉及一种贵金属担载的三维介孔硅铝酸盐催化剂及其制备方法。

背景技术

众所周知，负载型催化剂在现代石油化工领域占有不可替代的重要位置，而硅铝酸盐载体由于其稳定性好、价格低廉、表面具有酸性和热稳定性好等优点，经常成为石油化工和催化行业中最广泛使用的催化剂或催化剂载体。而贵金属纳米粒子由于其化学性能稳定、不易被氧化以及其优异的物理性能及独特的催化活性，经常作为活性组分广泛应用于各类催化反应中。

贵金属担载型催化剂不仅具备高催化活性、耐高温、抗氧化等优点，而且还拥有载体与贵金属活性组分的双重优良属性，而被广泛研究。但目前所合成的贵金属担载型硅铝酸盐催化剂任然存在许多不足，由于其本身结构的复杂多变性，可能由于其制备原料和方法的不同，所得产品的密度、孔隙率、比表面积、孔径分布等一系列属性具有一定程度的差异。

王全义等人合成了一种硅铝酸盐介孔材料(CNIO2887526A)，该发明是一种具有环形孔道结构的圆片状硅铝酸盐介孔材料，采用双子型阳离子表面活性剂作为结构导向剂，在无机碱的存在条件下，通过水热合成的方法获得。该发明所得具有环形孔道结构的圆片状硅铝酸盐介孔材料在催化、吸附与分离、药物缓释、电子传感以及作为合成其他材料的模板等领域具有广泛的应用前景。J·M·范德克合成了一种含有金属的硅铝酸盐沸石催化剂(CN104302394A)，其可用于贫燃废气中的NO_x；其中，该催化材料是水热稳定的低SAR硅铝酸盐沸石，其负载有一种或者多种过渡金属例如铜或其他碱金属或碱土金属例如钙或钾的协同组合。李三喜等人合成了一种硅铝酸盐负载的铁系后过渡金属乙烯聚合催化剂，该催化剂的优点是负载效率高、成本低，所制得的催化剂活性高等优点，但其缺点是催化剂整体的孔道结构不佳。付强等人发明了一种负载型催化剂的合成方法，其将结晶结构的硅铝酸盐分子筛与含有竞争吸附剂与金属离子的溶液混合，然后进行硅烷化处理，该方法制备的催化剂在甲醇转化烯烃反应中可提高C₂～C₄烯烃的选择性，但其后处理工艺较为复杂繁琐。

然而，现有的贵金属担载型催化剂都存在制备工艺复杂、孔道结构不佳、活性组分担载不均匀等一系列问题。迄今为止，贵金属担载的且具有特殊孔道属性的硅铝酸盐催化剂的合成在国内外文献和专利中尚无报道。因此，我们希望通过对反应介质以及反应体系的调控，合成出具备优良孔道属性的贵金属担载的硅铝酸盐催化剂材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贵金属担载的三维介孔硅铝酸盐催化剂，该材料的介孔孔道由硅铝酸盐纳米棒堆积而成，可有效提升催化剂的使用效率，并改善所得催化剂的催化性能及其制备方法，且涉及的制备方法简单可行、合成条件温和，反应易于控制、周期短，适合大批量工业生成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种贵金属担载的三维介孔硅铝酸盐催化剂的制备方法，它包括以下步骤：

1)将有机醇溶剂与水均匀混合，静置分层后取上层清液，得含水饱和的有机溶剂；

2)将有机醇铝和硅源混合均匀，静置反应得透明粘稠液体I；

3)将所得透明粘稠液体I匀速滴入含水饱和的有机溶剂中，静置反应后得白色沉淀I；