[发明专利]用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料，其特征在于，该复合材料用于对碳链长度在6到10之间的烷烃原料进行芳构化，且复合材料为基于双金属负载的多孔铝硅酸盐，其摩尔比组成如下:wM¹·xM²·ySiO₂·zAl₂O₃，其中w＝0～9.23*10^-2，x＝0～3.09*10^-2，y介于4.36*10^-2和2.84*10^-3，M¹和M²为Pt、Pd、K、Na、Ca和Ba中的任意两种。

2.权利要求1所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制有机模板剂水溶液，其中有机模板剂质量分数为10-40％的水溶液，添加铝源前驱体后搅拌均匀，铝源前驱体含量根据复合材料中的铝含量计算确定；

2)将有机模板剂和铝源前驱体的水溶液，加入到硅源前驱体原料中并保持搅拌2小时，以获得SiO₂:Al₂O₃摩尔比23:1-350:1不等的混合物；在完全加入硅源前驱体溶液5-2400分钟后，随着硅源前驱体水解，得到过饱和溶液，然后形成凝胶；

3)步骤2)所得的凝胶经过水热合成法，在150-200℃温度下反应0.5-7天后，获得高纯度结晶粉末、颗粒、聚集物或模制产品，粒径范围为5–500nm；

4)仍然处在溶液中的产品材料通过冷冻干燥分离，随后在温度高于75℃和低于125℃条件下干燥3-24小时，所处气压为0.25-0.9大气压；干燥后，上述产品在空气或氮气条件下，于400-600℃条件下进行煅烧1-5小时；

5)在步骤4)所得的载体材料上，进行金属负载，负载金属为Pt、Pd、K、Na、Ca和Ba中的任意两种，制备得到用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料，其中按重量计算的金属载荷为0.1-10％，负载金属的前驱体是金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物。

3.根据权利要求2所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2)中，在室温下搅拌1-60分钟后，将硅源前驱体加入到含有铝源前驱体的有机模板剂水溶液中；在部分双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备过程中，向有机模板剂和铝源前驱体的水溶液中加入碱金属或一价或二价的碱土金属阳离子，使其含量在10mg/g到60mg/g之间。

4.根据权利要求2所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3)中，采用微波辅助工艺。

5.根据权利要求2所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中，于75-150℃温度下保温1-24小时，然后在空气或氮气气氛下进行煅烧；因金属负载方式和使用的反应条件不同，煅烧温度为300-700℃，升温速率为0.5-20℃/分钟。

6.根据权利要求2所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的制备方法，其特征在于，步骤5)中，采用的金属负载方法包括初始湿浸渍法、湿浸渍法、水热法、电流替代法、沉积沉淀法和物理混合法。

7.权利要求1所述的用于正构烷烃直接芳构化的双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的应用，其特征在于，该复合材料用于正构烷烃的直接芳构化，包括C₆-C₁₀多种烷烃或其混合物原料；并且使用氮、甲烷或氢气作为气体原料，与烷烃类原料同时或在达到反应温度之前或之后被通入反应器系统中，在催化作用下发生芳构化，反应物与双金属无酸铝硅酸盐多孔复合材料的质量比例在10:1到1:10之间。