[发明专利]一种孔结构可控的硅铝胶制备方法

说明书

本发明涉及一种孔结构可控的硅铝胶制备方法，属于催化剂领域，具体是通过在凝胶成形过程中，调控溶液pH值，使其保持在一定范围内，由此在不同酸碱度下形成的硅铝胶，其孔结构大小也不同，从而达到孔结构可控的目的。所述孔结构可控的硅铝胶不仅可以直接作为催化剂，而且根据其孔结构可控的特点也可作为优良的催化剂载体。本发明目的在于解决现有催化剂活性低、重复性差、活性组分流失的问题，用于制备出高稳定性、高活性、易于回收、环境友好的催化剂。

技术领域

本发明涉及一种孔结构可控的硅铝胶制备方法，属于催化剂领域，具体是通过在凝胶成形过程中，调控溶液pH值，使其保持在一定范围内，由此在不同酸碱度下形成的硅铝胶，其孔结构大小也不同，从而达到孔结构可控的目的。

背景技术

硅铝胶由于它具有大孔结构，这有利于物质在孔道内的加速扩散，介孔的存在可以实现酸性活位点的浓度的控制。无定形的硅铝酸氧化物在实际应用中占据着非常重要的位置。硅铝酸氧化物常用于狄尔斯反应、重油的加氢处理、异丙基苯断裂、噻吩和苯并噻吩的加氢脱硫、1-丁烯的复分解反应。除此以外，还可用于中密度聚乙烯的催化降解。据相关报道，现阶段具有微孔与介孔结构的硅铝酸氧化物可以促进碳氢化合物的形成，很大程度上影响汽油的辛烷值。所以制备一种孔结构可控的硅铝胶，以期能够适应大规模工业化生产的要求越来越成为研究的重点。

目前存在的硅铝胶制备方案多为在硅源和铝源选用上有所区别，即用不同的原料制备硅铝胶。例如专利CN110252385A公开了一种以废催化剂为原料制备的硅粉，与粘结剂、分子筛制备催化裂化催化剂的方法。该催化裂化催化剂采用硅粉作为载体，有更高的重油裂解能力，转化率提高，总液收提高，轻质油收率提高，降低干气、液化气产率，焦炭选择性更好；专利CN112371165A公开了一种以NaY母液为原料制备的硅铝胶，其针对结晶度高和低的NaY的母液均可用于硅铝胶的合成。用其制得的硅铝胶与高岭土、粘结剂打浆，进一步加入Y型分子筛，成胶、造粒、洗涤、干燥，得到催化剂成品；专利CN106902799A公开了一种以泡花碱、硫酸、拟薄水铝石为主要生产原料，其中泡花碱和硫酸成胶后需经老化扩孔和酸泡水洗，合成一种用于合成三聚氰胺高铝催化剂。

本发明中的硅铝胶，其硅源为金属醇盐，铝源为硝酸铝，通过对制备过程中酸碱度的调节，使得硅铝成分在不同PH环境中水解、凝结，从而实现对硅铝胶孔结构的控制。经过成胶、干燥、煅烧等一系列步骤，最终得到催化剂成品。

发明内容

本发明的目的是提供一种孔结构可控的硅铝胶制备方法。采用此方法生产的硅铝胶具有孔结构可控、稳定性高、高活性、易于回收、环境友好等优点。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1.基于一种孔结构可控的硅铝胶制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）凝胶的形成

称取一定质量的正硅酸乙酯于无水乙醇中，缓慢搅拌均匀；称取一定质量的硝酸铝于蒸馏水中，缓慢搅拌至溶解；将所得正硅酸乙酯溶液加入到硝酸铝溶液中，缓慢搅拌均匀；向形成的混合溶液中滴加一定浓度的液体酸、碱，调节pH值为4-11，于20-60℃下搅拌1-4h，形成凝胶；上述正硅酸乙酯与无水乙醇的摩尔比为1:5-12，硝酸铝与蒸馏水的摩尔比为1:0-5；

（2）共沸带水

将步骤（1）中形成的凝胶与一定质量的带水剂混合，剧烈搅拌形成悬浮液；将所得悬浮液在90-100℃下蒸馏0.5-3h；提升温度至100-120℃下蒸馏0.5-1h；

（3）硅铝胶的形成

将步骤（2）中所得凝胶于100-120℃下干燥10-12h，600-900℃下煅烧1-4h得到硅铝胶；

2.所述的孔结构可控的硅铝胶制备方法，其特征在于，步骤（1）中液体酸、碱包括但并不限于冰醋酸，氨水；

3.所述的孔结构可控的硅铝胶制备方法，其特征在于，步骤（1）中滴加氨水的质量分数为25%，冰醋酸的质量分数为100%；