[发明专利]一种五配位铝富集无定型硅铝材料及其合成方法

说明书

本发明公开一种五配位铝富集无定型硅铝材料及其合成方法。本发明首先公开了五配位铝富集无定型硅铝材料的合成方法，包括：将Al(NO₃)₃·9H₂O用水溶解配成Al(NO₃)₃溶液；将沉淀剂加入Al(NO₃)₃溶液，得到混合溶液；将混合溶液加入装有氧化硅的反应器中，密封，加热搅拌，全程监控pH待达到6～7或反应时间待达到24～48h后，迅速冷却，过滤得沉淀；将沉淀用水洗涤至滤液呈中性，烘干后焙烧，即得。本发明五配位铝富集无定型硅铝材料的B酸含量是传统湿化学法合成材料的近2～4倍，不仅具有与沸石相当的B酸强度，而且能够大幅增强L酸性，形成B酸与L酸的协同催化作用，具有巨大潜力。

技术领域

本发明涉及化工技术领域。更具体地，涉及一种五配位铝富集无定型硅铝材料及其合成方法。

背景技术

无定型硅铝材料与沸石固体酸催化剂广泛应用于石油炼制、煤化工、精细化工、药物合成、环境保护、新能源开发、新材料合成等领域。无定型硅铝材料中几乎不存在沸石中的孔道结构，其表面酸性位具有优异的大分子可接近性，因而在生物质平台分子等大分子转化反应中获得广泛关注。一般认为B酸(酸)是无定型硅铝材料中的主要活性位，且B酸形成只依赖于表面不饱和四配位铝(Al^IV)。目前研究工作主要围绕提高Al^IV的含量来无定型硅铝材料的酸性及催化性能。但是，随含量提高，Al^IV会快速自聚并大幅降低B酸含量；且Al^IV仅能促进无定型硅铝材料中弱B酸的形成，导致其活性通常远低于强酸性的沸石催化剂。

五配位铝(Al^V)是介于Al^IV和六配位铝(Al^VI)间的亚稳态，具有L酸(Lewis酸)性，但通常难以稳定存在。理论研究认为Al^V具有与Al^IV相似的性质，能够促进B酸的形成。但目前常用的无定型硅铝材料合成方法，如湿化学法合成及表面改性方法等，合成条件温和，有利于生成更稳定的Al^IV和Al^VI，仅能在氧化铝相中产生极少量的Al^V(2％)。因此，一般认为Al^V难以在自然条件下稳定存在于无定型硅铝材料中，且不能促进B酸的形成。