条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体及其制备方法和催化剂以及应用技术

本发明专利技术涉及多孔材料技术领域，公开了一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体及其制备方法和催化剂以及应用。其中，该方法包括：(1)将二氧化硅与淀粉和/或田箐粉混合得物料A；(2)将草酸盐、硅溶胶和水混合得到物料B；(3)将物料A和物料B捏合并挤出成条；其中，草酸盐为草酸钠和/或草酸钾。该方法工艺流程简单，利用体系自身具有的粘度一次成型，使多孔结构的形成过程和成型过程合二为一，一步快速地合成出二氧化硅多孔材料；且得到载体具有三维有序大孔结构，孔道结构相互连通，孔隙率高，孔径均一规整，从而有助于提高活性组分的分散性。从而有助于提高活性组分的分散性。从而有助于提高活性组分的分散性。

【技术实现步骤摘要】
条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体及其制备方法和催化剂以及应用


[0001]本专利技术涉及多孔材料
，具体涉及一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体和催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]多孔材料由于其多孔的形式呈现出表面积大的特点，已广泛应用在高效吸附剂和催化剂中。多孔二氧化硅材料不仅比表面积大，还具有化学稳定性好、耐高温、绝缘性好等优点，这使二氧化硅多孔材料具有更好的应用前景。
[0003]基于多孔二氧化硅材料的广泛应用前景，其制备方法得到广泛的研究和开发。
[0004]CN105967723A公开了一种二氧化硅多孔材料的制备方法，其特征在于，以正硅酸乙酯为原料，无水乙醇和去离子水为溶剂，利用分散剂配制出前驱体溶液，再经凝胶化、干燥、干压和热处理过程获得二氧化硅多孔材料。
[0005]以正硅酸乙酯为原料，无水乙醇和去离子水为溶剂，利用分散剂使硅离子均匀地分散，利用合适的分散剂浓度合成出可直接干压成型的干凝胶，经干压后的块体材料经热处理后，即可获得多孔二氧化硅材料。
[0006]CN103086381A公开了一种制备二氧化硅微球的方法，所述方法包括将模板结构与全硫化硅橡胶乳液混合，喷雾干燥、烧灼后制备多孔二氧化硅微球，其中所述模板结构为不包括全硫化硅橡胶乳液的全硫化橡胶乳液，所述全硫化橡胶乳液是经辐照后制得，全硫化橡胶乳液中橡胶粒子的平均粒径小于500纳米；所述全硫化硅橡胶乳液是有机硅聚合物或共聚物乳液经辐照后制得，所述全硫化硅橡胶乳液中粒子平均粒径小于1000纳米；所述模板结构中的固含量占混合后乳液中所有固含量的比例为2-50％，所述烧灼温度为250-1200℃，烧灼时间为10-600分钟。
[0007]以上方法虽然可以得到二氧化硅多孔材料，但难以实现高效批量化生产。此外，传统的二氧化硅多孔材料多为未成型粉末状，使用不方便。
[0008]因此，研究和开发条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体及其制备方法具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的粉末状或者颗粒状的二氧化硅载体强度低以及应用受限的缺陷问题，以及现有技术制备的多孔二氧化硅条形剂的工艺复杂的问题，提供一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体及其制备方法和催化剂以及应用，该方法得到的载体能满足工业实际生产中运输、装填及使用过程的要求。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体的制备方法，其中，该方法包括：
[0011](1)将二氧化硅与淀粉和/或田箐粉混合得物料A；
[0012](2)将草酸盐、硅溶胶和水混合得到物料B；
[0013](3)将所述物料A和所述物料B混合并捏合成塑性体，以及将所述塑性体挤出成条并进行干燥和焙烧处理；
[0014]其中，所述草酸盐为草酸钠和/或草酸钾。
[0015]本专利技术第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体。
[0016]本专利技术第三方面提供了一种负载型催化剂，其中，所述负载型催化剂包括前述所述的方法制备的条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体或者前述所述的条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体以及负载在所述条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体上的活性组分Mn、W和Na。
[0017]本专利技术第四方面提供了前述所述的负载型催化剂在甲烷氧化偶联反应中的应用。
[0018]通过上述技术方案，采用本专利技术的方法利用体系自身具有的粘度一次成型，使多孔结构的形成过程和成型过程合二为一，一步快速地合成出二氧化硅多孔材料；且得到载体具有三维有序大孔结构，孔道结构相互连通，孔隙率高，孔径均一规整，从而有助于提高活性组分的分散性。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的限制。
[0020]图1为根据本专利技术实施例1制备的条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体的SEM图。
具体实施方式
[0021]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0022]本专利技术第一方面提供了一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体的制备方法，其中，该方法包括：
[0023](1)将二氧化硅与淀粉和/或田箐粉混合得物料A；
[0024](2)将草酸盐、硅溶胶和水混合得到物料B；
[0025](3)将所述物料A和所述物料B混合并捏合成塑性体，以及将所述塑性体挤出成条并进行干燥和焙烧处理；
[0026]其中，所述草酸盐为草酸钠和/或草酸钾。
[0027]在本专利技术中，所述平均粒径采用激光粒度分布仪测得，比表面积和孔体积根据氮气吸附法测得。
[0028]根据本专利技术，二氧化硅的平均粒径可以为100-150目，在本专利技术中将二氧化硅的平均粒径控制在上述范围之内，优点是可以使物料更好的成型；优选情况下，二氧化硅的平均粒径为110-140目，这样效果更好。另外，在本专利技术中，二氧化硅可以通过商购获得，例如，可
5mm。挤出长度优选50-300mm，便于干燥和焙烧。
[0037]根据本专利技术，然后，使得挤出的圆柱条形的塑性体进行干燥处理以及焙烧处理，其中，干燥温度为80-150℃，干燥时间4-10h；优选情况下，将得到的湿的成型二氧化硅预先在室温下干燥5-12小时，优选为6-10小时；接着将干燥后的物料在温度为80-150℃再次干燥4-10h，这样效果更好；干燥气氛为惰性气体或空气气氛，优选空气气氛。
[0038]根据本专利技术，焙烧温度可以为700-900℃，焙烧时间可以为6-18小时，优选在750-850℃下焙烧6-15小时，从室温到设定的焙烧温度的升温速率为4-6℃/分钟，焙烧气氛为惰性气体或空气气氛，优选空气气氛。
[0039]根据本专利技术，本专利技术的专利技术人意外发现：将二氧化硅与淀粉和/或田箐粉混合得物料A；将草酸盐、硅溶胶和水混合得到物料B；以及将所述物料A和所述物料B混合并捏合成塑性体，以及将所述塑性体挤出成条并进行干燥和焙烧处理，能够得到条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体。该方法利用体系自身具有的粘度一次成型，使多孔结构的形成过程和成型过程合二为一，一步快速地合成出二氧化硅多孔材料；且得到载体具有三维有序大孔结构，孔道结构相互连通，孔隙率高，孔径均一规整，从而有助于提高活性组分的分散性
[0040]本专利技术第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体。
[0041]根据本专利技术，所述载体的长度介于5-40厘米之间，优选介于5-30厘米之间，比表面积为335-350平方米/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种条形具有三维有序大孔状二氧化硅载体的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)将二氧化硅与淀粉和/或田箐粉混合得物料A；(2)将草酸盐、硅溶胶和水混合得到物料B；(3)将所述物料A和所述物料B混合并捏合成塑性体，以及将所述塑性体挤出成条并进行干燥和焙烧处理；其中，所述草酸盐为草酸钠和/或草酸钾。2.根据权利要求1所述的方法，其中，二氧化硅的平均粒径为100-150目，优选为110-140目。3.根据权利要求1或2所示的方法，其中，在步骤(1)中，以100重量份的二氧化硅的重量为基准，所述淀粉和/或所述田箐粉的总用量为11-20重量份。4.根据权利要求1或2所示的方法，其中，在步骤(2)中，以100重量份的二氧化硅的重量为基准，所述草酸盐的用量为5-12重量份，以及以二氧化硅计，所述硅溶胶的用量为10-20重量份；优选地，以100重量份的二氧化硅的重量为基准，所述草酸盐的用量为5-10重量份，以及以二氧化硅计，所述硅溶胶的用量为10-15重量份；优选地，所述硅溶胶中二氧化硅的质量百分数含量在25-30wt％。5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述挤出成条在挤条机中进行，其中，所述挤条机中的挤出孔板的平均直径为1.5-6mm，挤出速率为150-...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵清锐，张明森，韦力，王雪，刘东兵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：