一种多孔异质介孔材料及其制备方法，属于介孔材料技术领域。该材料的化学通式为：Na2SixOy·nH2O。其中，20≤x≤100，15≤y≤80，5≤n≤100；层间距为2.0～4.0nm，比表面积为400～850m2/g，孔体积为0.2～0.5cc/g，热崩塌温度为600～900℃。制备方法为：将含有硅源、氢氧化钠和水的混合物进行水热处理后得到产物a；将含有产物a、第一模板剂和水的混合物进行恒温搅拌后得到产物b；将含有产物b、第二模板剂和正硅酸乙酯的混合物均匀搅拌后煅烧。优点在于，本发明专利技术具备较好的介孔结构分布、较大的比表面积和孔体积、较好的稳定性，可广泛应用于石油炼制重油加工，吸附，漂白，离子交换等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于介孔材料
，特别是涉及，可以广泛应用于石油炼制重油加工，吸附，漂白，离子交换等领域。
技术介绍
当前石油产品需求十分强劲，石油组分却日益重质化，因此加工重质石油的需求变得越来越迫切。现有的石油炼制分子筛催化剂具有规则的孔道结构、强的酸性、良好的水热稳定性等优点，但是其孔径保持在微孔范围里，已经不能满足当前加工重油大分子的需求。因此开发出具有较大孔径的重油加工催化剂已经变得尤为重要。柱撑粘土的开发为解决这一问题提供了另一种方向。柱撑粘土材料是一种类似分子筛的新型催化材料。早在1955年，Barrer等人(J. Chem. Soc.，1955，1290)就已利用不同链长的烷基铵和二烷基铵离子插层，制得了最早的层状粘土复合材料。1977年Brindley等人Onay Mineral, 1977,12 229)首次报道了采用聚合羟基铝、锆作为柱化剂合成的柱撑粘土材料。该类材料孔径大于微孔分子筛，理论上可以满足重油加工催化材料的要求。但是普遍存在层柱分布不均、孔径分布宽、稳定性不高、结构和性能不易控制等不足，因而限制了其进一步的实际应用。M41S系列为代表的介孔材料的开发为解决这一问题提供了一种可能。Beck等人 (J. Am. Chem. Soc.，1992，114 :10834)利用液晶模板法制备了 M41S家族中孔分子筛。W. F.莱等人在专利CN200880117677. 6中描述了 M41S家族分子筛的制造方法。该系列材料孔径较大，可在2-lOnm内调变，合成技术较为成熟。但其孔壁大多为无定形，稳定性较差，适应不了重油加工的反应条件，同样也限制了进一步的应用。1995年，Pinnavaia等人(Nature，1995，374 :529)用人工合成的层状结构化合物含氟锂皂石为原料，引入季铵盐和中性胺后，加入无机前驱体正硅酸乙酯，得到了具有一定热稳定性的，孔径分布从超大微孔到中孔范围的多孔粘土异质结构材料(PCHs)。PCHs 材料的研究为多相催化剂提供了一个新的方向。硅酸钠magadiite是一种天然矿物，相对于经常用于组装化学的蒙脱土来说，magadiite层板阴离子交换能力高于蒙脱土，而且 magadiite可以很方便的在实验室通过水热合成法制备出来。Kwon等人(Chem. Mater.， 2000，12 1273)同时把十二胺-正硅酸乙酯插入氢型magadiite层间，合成了多孔的硅柱撑 magadiite 材料。本专利技术拟以合成magadiite为原料，以有机胺-中性胺作为共模板剂制备全新的多孔异质介孔材料。该类型材料具备比较均勻的介孔结构，较窄的孔径分布，较高的比表面积和稳定性。该材料具备重油加工催化剂结构和性能的要求，为重油大分子催化剂的设计提供了一个崭新的方向。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供，该材料具备较好的介孔结构尺寸，较大的比表面积和孔体积，以及较好的稳定性。本专利技术提供的多孔异质介孔材料的化学式为Na2SixOy · IiH2O，其中20彡χ彡100， 15 ^ y ^ 80,5 ^ η ^ 100，优选 20 ^ χ ^ 80,15 ^ y ^ 60, 5 ^ η ^ 80。本专利技术提供的多孔异质介孔材料的层间距为2. 0 4. Onm,比表面积为400 850m2/g，孔体积为0. 2 0. 5cc/g，热崩塌温度为600 900°C。其中，所述层间距优选为 2. 5 3. 8nm,更优选为3. 0 3. 5nm。所述比表面积优选为450 830m2/g，更优选为650 800m2/g。所述孔体积优选为0. 25 0. 48cc/g,更优选为0. 40 0. 45cc/g。所述热崩塌温度优选为650 880°C，更优选为700 870°C。本专利技术提供的多孔异质介孔材料的制备方法是在现有层状材料magadiite的基础上，以有机胺-中性胺为共模板剂，在magadiite材料层间柱撑形成均勻的介孔，从而提供一种全新的多孔异质介孔材料。本专利技术提供的多孔异质介孔材料的具体制备方法如下(1)将含有硅源、氢氧化钠和水的混合物进行水热处理后回收产物a。其中，所述硅源氢氧化钠水=5 15 2 50 400(摩尔比)，优选为7 12 2 60 ；350(摩尔比)，更优选为8 11 2 70 300 (摩尔比)。其中，所述硅源以含有的SiO2计。所述硅源选自硅溶胶、水玻璃、硅酸钠、固体硅胶、硅藻土和无定形二氧化硅，优选自硅溶胶和水玻璃。所述水优选为去离子水。所述水热处理是将混合物在密闭容器中于100 200°C，在自生压力下水热处理 40 100小时，优选为60 80小时。所述密闭容器优选为密闭高压反应釜。所述产物a在过滤、水洗和干燥后使用。其中所述水洗可为去离子水洗涤。所述干燥可在60°C干燥箱内干燥M小时。(2)将含有产物a、第一模板剂和水的混合物进行恒温搅拌后回收产物b。其中，所述产物a 第一模板剂水=1 3 20 1000 3000(摩尔比)，优选为1 5 15 1500 2500(摩尔比)，更优选为1 9 14. 5 1700 2400(摩尔比)。所述第一模板剂具有预柱撑作用，利用magadiite层间阳离子的可交换性，将有机胺引入层间，将层板撑开。所述的第一模板剂为有机胺。所述有机胺选自通式为队順” R2NH, R3N或R4N+X.组中的有机胺，优选R4N+X-;其中X为卤素离子(例如Cr、Br_、r等)或0H_，HR3和R4各自独立地表示C1,直链或支链烷基、C6_14芳基、C3_8环烷基或C7_15芳烷基，所述烷基、芳基、 环烷基和芳烷基各自可以由选自-OH、-CH0、氧代、-C00H、-COOM等组成的组中的基团取代。所述的R4N+F为十六烷基三甲基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四乙基氢氧化铵，通式为I^1NH2的己二胺或通式为&NH的二正丙胺。所述C1J直链或支链烷基(碳原子数1 20的直链或支链烷基)，例如，Cp16直链或支链烷基，优选CV12直链或支链烷基，更优选C1,直链或支链烷基，进一步优选Ch6直链或支链烷基；具体地可以列举例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、 叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、正庚基、正辛基、异辛基、2-乙基己基、正壬基、异壬基、正癸基、异癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基。所述C6_14芳基(碳原子数为6 14的芳基)，具体地可以列举例如苯基、萘基、 蒽基、联苯基、菲基，优选苯基、萘基。所述C3_8环烷基(碳原子数为3 8的环烷基)，具体地可以列举例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基，优选环丙基、环己基、环辛基。所述C7_15芳烷基(碳原子数为7 15的芳烷基)，具体地可以列举例如苄基、苯乙基、萘甲基、萘乙基、联苯甲基、联苯乙基，优选苄基、苯乙基。所述-COOM中的M为金属阳离子或CV6烷基，所述金属阳离子可以列举例如碱金属离子如锂离子、钠离子、钾离子，和碱土金属离子如钙离子、镁离子等；所述C^6烷基可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多孔异质介孔材料，其特征在于，化学通式为Ｎａ２ＳｉｘＯｙ·ｎＨ２Ｏ，其中，２０≤ｘ≤１００，１５≤ｙ≤８０，５≤ｎ≤１００；层间距为２．０～４．０ｎｍ，比表面积为４００～８５０ｍ２／ｇ，孔体积为０．２～０．５ｃｃ／ｇ，热崩塌温度为６００～９００℃。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜冰，张丛，张慧，段雪，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11
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