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一種球形含鋁介孔復(fù)合材料和負(fù)載型催化劑及其制備方法和應(yīng)用以及乙酸乙酯的制備方法與流程

文檔序號(hào):11103390閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種球形含鋁介孔復(fù)合材料,其特征在于,該球形含鋁介孔復(fù)合材料含有鋁組分和具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料,而且該球形含鋁介孔復(fù)合材料的平均粒徑為10-80微米,比表面積為100-180平方米/克,孔體積為0.4-1.5毫升/克,孔徑呈四峰分布,且四個(gè)峰分別對(duì)應(yīng)第一最可幾孔徑、第二最可幾孔徑、第三最可幾孔徑和第四最可幾孔徑,所述第一最可幾孔徑小于所述第二最可幾孔徑,所述第二最可幾孔徑小于第三最可幾孔徑,所述第三最可幾孔徑小于第四最可幾孔徑,且所述第一最可幾孔徑為1-1.8納米,所述第二最可幾孔徑為2-2.8納米,所述第三最可幾孔徑為3-5納米,所述第四最可幾孔徑為20-40納米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料,其中,所述球形含鋁介孔復(fù)合材料的平均粒徑為10-70微米,比表面積為110-140平方米/克,孔體積為0.4-1.0毫升/克,且所述第一最可幾孔徑為1.2-1.6納米,所述第二最可幾孔徑為2.2-2.8納米,所述第三最可幾孔徑為3-4納米,所述第四最可幾孔徑為25-35納米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料,其中,相對(duì)于100重量份的所述六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料,所述鋁組分的含量為1-20重量份,優(yōu)選為5-19重量份。

4.一種制備球形含鋁介孔復(fù)合材料的方法,該方法包括以下步驟:

(1)提供具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料或者制備具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料的濾餅,作為組分a1;

(2)提供具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料或者制備具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料的濾餅,作為組分a2;

(3)提供硅膠或者制備硅膠的濾餅,作為組分b;

(4)將所述組分a1、所述組分a2和所述組分b混合并在高鋁陶瓷罐中進(jìn)行球磨,并將球磨后得到的固體粉末用水制漿,然后將得到的漿料進(jìn)行噴霧干燥;

其中,所述組分a1和所述組分a2使得所述球形含鋁介孔復(fù)合材料的平均粒徑為10-80微米,比表面積為100-180平方米/克,孔體積為0.4-1.5毫升/克,孔徑呈四峰分布,且四個(gè)峰分別對(duì)應(yīng)第一最可幾孔徑、第二最可幾孔徑、第三最可幾孔徑和第四最可幾孔徑,所述第一最可幾孔徑小于所述第二最可幾孔徑,所述第二最可幾孔徑小于第三最可幾孔徑,所述第三最可幾孔徑小于第四最可幾孔徑,且所述第一最可幾孔徑為1-1.8納米,所述第二最可幾孔徑為2-2.8納米,所述第三最可幾孔徑為3-5納米,所述第四最可幾孔徑為20-40納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,在步驟(4)中,相對(duì)于100重量份的所述組分a1和所述組分a2的總用量,所述組分b的用量為1-90重量份,優(yōu)選為2-85重量份;所述鋁組分的用量為1-20重量份,優(yōu)選為5-19重量份;所述組分a1和所述組分a2的用量的重量比為1:0.5-2,優(yōu)選為1:0.6-1.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,在步驟(1)中,制備具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料的濾餅的過程包括:在模板劑、三甲基戊烷和乙醇的存在下,將四甲氧基硅烷與酸劑進(jìn)行接觸,并將接觸后得到的混合物進(jìn)行晶化、洗滌和過濾。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中,模板劑、乙醇、酸劑中的酸、三甲基戊烷和四甲氧基硅烷的摩爾比為1:100-500:150-900:200-500:50-200,優(yōu)選為1:200-400:300-600:250-400:70-150。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法,其中,所述模板劑包括三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯P123和F127;所述酸劑為pH值為1-6的乙酸和乙酸鈉緩沖溶液;四甲氧基硅烷與酸劑接觸的條件包括:溫度為10-60℃,時(shí)間為10-72小時(shí),pH值為1-7;所述晶化的條件包括:溫度為30-150℃,時(shí)間為10-72小時(shí)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,在步驟(2)中,制備具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料的濾餅的過程包括:將正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化銨和氨接觸反應(yīng),并將接觸反應(yīng)后得到的混合物進(jìn)行晶化、洗滌和過濾。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其中,正硅酸乙酯、十六烷基三甲基溴化銨和氨的摩爾比為1:0.1-1:0.1-5,優(yōu)選為1:0.2-0.5:1.5-3.5。

11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法,其中,所述接觸反應(yīng)的條件包括:溫度為25-100℃,時(shí)間為10-72小時(shí);所述晶化的條件包括:溫度為30-150℃,時(shí)間為10-72小時(shí)。

12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中,在步驟(3)中,制備硅膠的濾餅的過程包括:將水玻璃與無機(jī)酸進(jìn)行接觸,并將接觸后得到的混合物進(jìn)行過濾。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法,其中,水玻璃與無機(jī)酸接觸的條件包括:溫度為10-60℃,時(shí)間為1-5小時(shí),pH值為2-4;所述無機(jī)酸為硫酸、硝酸和鹽酸中的一種或多種。

14.根據(jù)權(quán)利要求4-6、9-10和12-13中任意一項(xiàng)所述的方法,其中,在步驟(4)中,所述在高鋁陶瓷罐中進(jìn)行球磨的條件包括:磨球的轉(zhuǎn)速為300-500r/min,球磨罐內(nèi)的溫度為15-100℃,球磨的時(shí)間為0.1-100小時(shí);所述噴霧干燥的條件包括:溫度100-300℃,轉(zhuǎn)速為10000-15000r/min。

15.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法,其中,所述組分a1和組分a2為具有六方孔道結(jié)構(gòu)的介孔分子篩材料的濾餅,且所述組分b為硅膠的濾餅,所述方法還包括:在步驟(4)的噴霧干燥過程之后,從噴霧干燥得到的產(chǎn)物中脫除模板劑;優(yōu)選地,所述脫除模板劑的條件包括:溫度為300-600℃,時(shí)間為10-80小時(shí)。

16.由權(quán)利要求4-15中任意一項(xiàng)所述的方法制備的球形含鋁介孔復(fù)合材料。

17.一種負(fù)載型催化劑,該催化劑含有載體和負(fù)載在所述載體上的三氟甲磺酸銅,其特征在于,所述載體為權(quán)利要求1-3和16中任意一項(xiàng)所述的球形含鋁介孔復(fù)合材料。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的催化劑,其中,以所述負(fù)載型催化劑的總重量為基準(zhǔn),三氟甲磺酸銅的含量為1-50重量%,優(yōu)選為5-50重量%;所述載體的含量為50-99重量%,優(yōu)選為50-95重量%。

19.一種制備負(fù)載型催化劑的方法,該方法包括:將載體、三氟甲磺酸銅和水混合均勻,并將得到的混合物進(jìn)行噴霧干燥,其中,所述載體為權(quán)利要求1-3和16中任意一項(xiàng)所述的球形含鋁介孔復(fù)合材料。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法,其中,以所述載體和三氟甲磺酸銅 的總用量為基準(zhǔn),三氟甲磺酸銅的用量為1-50重量%,優(yōu)選為5-50重量%;所述載體的用量為50-99重量%,優(yōu)選為50-95重量%。

21.由權(quán)利要求19或20所述的方法制備的負(fù)載型催化劑。

22.權(quán)利要求17、18和21中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑在酯化反應(yīng)中的應(yīng)用。

23.一種乙酸乙酯的制備方法,該方法包括:在催化劑的存在下,在酯化反應(yīng)的條件下,將乙酸和乙醇接觸,以得到乙酸乙酯,其特征在于,所述催化劑為權(quán)利要求17、18和21中任意一項(xiàng)所述的負(fù)載型催化劑。

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