一种片状AlOOH材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种片状AlOOH材料及其制备方法和应用。本发明专利技术所述的片状AlOOH材料的制备方法包括将铝盐的前驱体、沉淀剂和结构导向剂混合后，经过水热反应、煅烧，制备得到所述AlOOH材料。本发明专利技术还提供AlOOH材料作为催化剂的应用，优选用于催化加氢反应，其能够在温和条件(例如T＝80℃，P(H2)＝2.0MPa)下活化氢气，实现烯烃和炔烃的催化加氢反应，转化率可高达100％。高达100％。高达100％。

【技术实现步骤摘要】
一种片状AlOOH材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化化学化工
，具体涉及一种片状AlOOH材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]氢活化是催化加氢反应的关键步骤，在石化工业中十分重要。该方法在过渡金属配合物、金属基多相催化剂1和非金属N、S、B或P杂原子掺杂碳基催化剂2
‑
6上得到了很好的发展。2006年，W.Stephan组首次报道了一种新的H2活化模式，即受阻路易斯酸碱对。早期针对受阻路易斯酸碱对的研究主要为分子基均相配合物，如磷化硼烷，不仅价格昂贵，并且不利于催化剂的回收和产品的纯化。因此，开发具有类受阻路易斯酸碱对活性的多相催化剂具有重要意义。在贵金属基多相催化剂的表面已经成功构筑了受阻路易斯酸碱对。例如，H2处理含有铂纳米颗粒(Ptx/NaY)的沸石NaY后，形成了由氢化钠(Na
+
H
‑
)和与框架结合的羟基质子O(H
+
)组成的受阻路易斯酸碱对。金纳米颗粒和分子Lewis碱(例如，亚胺和丁腈)也可以形成受阻路易斯酸碱对。除此之外，近年来在可还原性金属氧化物CeO2、In2O3‑
x
(OH)
y
以及NiOx表面也成功构筑了受阻路易斯酸碱对。
[0003]勃姆石(AlOOH)作为铝土矿的主要成分之一，在自然界中含量丰富，被广泛应用于吸附剂、多孔材料、催化剂载体等。然而勃姆石是主族金属氢氧化物，很难被还原，在其表面构筑受阻路易斯酸碱对还未见报道。
[0004]在专利“一种具有多孔结构的片状氧化铝的制备方法及其应用”中，采用羧酸和无水乙醇为溶剂，得到的是γ
‑
Al2O3，在我们的申请中以多元醇作为结构导向剂，得到的是AlOOH结构。多元醇还原性强，对于AlOOH表面缺陷位的构筑具有重要作用。而表面缺陷位是催化剂高活性的原因。在我们的体系中无需加入酸作为共溶剂，是由于多元醇本身就具有结构导向剂的作用，专利中采用的羧酸需要和乙醇发生酯化反应生成的酯才是结构导向剂。在专利2中提到的是一种层状复合氧化物，需要加入酸调节两种金属的沉淀速度。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种AlOOH材料的制备方法，所述制备方法包括将铝盐的前驱体、沉淀剂和结构导向剂混合后，经过水热反应、煅烧，制备得到所述AlOOH材料。
[0007]根据本专利技术的实施方案，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0008]将铝盐的前驱体溶于溶剂中得到第一溶液，将沉淀剂溶于结构导向剂得到第二溶液，然后将第一溶液和第二溶液混合均匀；将混合后的混合液进行水热反应，得到凝胶体；将所述凝胶体经干燥、煅烧得到所述AlOOH材料。
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述铝盐的前驱体选自Al(NO3)3·
9H2O、Al2(SO4)3、AlCl3中的至少一种。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂选自水、乙醇，优选为去离子水。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述沉淀剂选自尿素、氨水、氢氧化钠中的至少一种，优选为尿素。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述结构导向剂选自多元醇。
[0013]优选地，所述多元醇选自乙二醇、甘油、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇中的至少一种，例如为乙二醇。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述铝盐的前驱体和溶剂的用量不做具体限定，可选用本领域已知的用量，只要能得到所述第一溶液即可。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述铝盐的前驱体和沉淀剂的摩尔比为20:(1
‑
100)，例如为20:20、20:40、20:60、20:80、20:100。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述沉淀剂和所述结构导向剂的摩尔体积比为(1
‑
100)mmol:30mL，例如为20mmol:30mL、40mmol:30mL、60mmol:30mL、80mmol:30mL、100mmol:30mL。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述结构导向剂用于诱导形成所述AlOOH材料的片层结构。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述混合可选用本领域已知的方法进行，例如搅拌混合。示例性地，所述混合的条件为：在室温下搅拌0.1～2h，例如在室温下搅拌1小时，其中室温是指10～40℃，例如为10℃、20℃、30℃、40℃。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述水热反应在密闭条件下进行。
[0020]优选地，所述密闭条件选自空气气氛。
[0021]根据本专利技术的实施方案，所述水热反应的条件包括：在150
‑
200℃下恒温反应1～10h，例如在180℃下恒温反应5h。
[0022]根据本专利技术的实施方案，所述干燥可选用本领域已知的方法进行，例如真空干燥。示例性地，所述真空干燥包括：在50
‑
90℃下真空干燥1
‑
12h，优选在80℃下真空干燥12h。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述制备方法还包括在干燥前用所述溶剂洗涤直至中性，如pH为6.5～7.5。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述煅烧包括一次煅烧，或进一步包括二次煅烧。
[0025]优选地，所述一次煅烧的条件包括：空气气氛下，煅烧温度为300～500℃，优选为350～450℃，例如为350℃、400℃、450℃；煅烧时间为1～8h，优选为1～6h，例如为4h。
[0026]优选地，所述二次煅烧的条件包括：氢气气氛和/或惰性气氛下，煅烧温度为300～500℃，优选为350～450℃，例如为350℃、400℃、450℃；煅烧时间为1～8h，优选为1～6h，例如为4h。
[0027]根据本专利技术的实施方案，所述惰性气氛选自氮气气氛、氦气气氛、氖气气氛、氩气气氛中的至少一种。
[0028]本专利技术还提供一种AlOOH材料，所述AlOOH材料采用上述制备方法得到。
[0029]根据本专利技术的实施方案，所述AlOOH材料具有片状结构，例如具有基本如图2中b
‑
c任一所示的片状结构。
[0030]根据本专利技术的实施方案，所述AlOOH材料的衍射峰至少包括(020)、(120)、(031)、(200)、(002)，例如具有基本如图1中AlOOH
‑
U2、AlOOH
‑
U3、AlOOH
‑
U4仁义所示的衍射峰。
[0031]根据本专利技术的实施方案，所述AlOOH材料的表面含缺陷位，所述缺陷位可以实现对H2的催化活化。优选地，所述缺陷位是指表面含有OH空位。
[0032]本专利技术还提供一种催化剂，所述催化剂包括上述片状AlOOH材料。
[0033]本专利技术还提供上述催化剂的应用，优选用于催化加氢反应，例如用于催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AlOOH材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将铝盐的前驱体、沉淀剂和结构导向剂混合后，经过水热反应、煅烧，制备得到所述AlOOH材料；所述制备方法具体包括如下步骤：将铝盐的前驱体溶于溶剂中得到第一溶液，将沉淀剂溶于结构导向剂得到第二溶液，然后将第一溶液和第二溶液混合均匀；将混合后的混合液进行水热反应，得到凝胶体；将所述凝胶体经干燥、煅烧得到所述AlOOH材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐的前驱体选自Al(NO3)3·
9H2O、Al2(SO4)3、AlCl3中的至少一种。优选地，所述溶剂选自水、乙醇。优选地，所述沉淀剂选自尿素、氨水、氢氧化钠中的至少一种。优选地，所述结构导向剂选自多元醇。优选地，所述多元醇选自乙二醇、甘油、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐的前驱体和沉淀剂的摩尔比为20:(1
‑
100)。优选地，所述沉淀剂和所述结构导向剂的摩尔体积比为(1
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100)mmol:30mL。优选地，所述结构导向剂用于诱导形成所述AlOOH材料的片层结构。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应在密闭条件下进行。优选地，所述密闭条件选自空气气氛。优选地，所述水热反应的条件包括：在150
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200℃下恒温反应1～10h。优选地，所述制备方法还包括在干燥前用所述溶剂洗涤直至中性。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧包括一次煅烧，或进一步包括二次煅烧。优选地，所述一次...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会贞，刘淑淋，董明华，韩布兴，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：