专利名称：稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法
技术领域：
本发明涉及的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，该改性蒙脱土是一种催化氧化挥发 性有机化合物(V0Cs)的催化剂载体。
背景技术：
由于柱撑粘土矿物材料具有独特的两维层间孔隙、高的比表面积以及表面酸性、耐高温 等优良特性，可用作新型催化剂和催化剂载体，从而引起人们的浓厚兴趣和高度重视。对于 铝基柱撑粘土和在铝基基础上的二元(CuAl， FeAl， ZrAl， SiAl )聚合阳离子柱撑粘土的制备， 已有广泛和深入的研究。锆基柱撑蒙脱土与其他Al基、Ti基柱撑蒙脱土相比较，具有热稳 定性强、酸位高的特点，对有机物和重金属的吸附效果以及作为催化剂、催化剂载体使用的 催化效果好。目前关于锆基聚合阳离子柱撑粘土矿物材料的制备和应用已有较多的报道，但 对于在锆基基础上的二元聚合阳离子柱撑粘土的报道较少。近年来，有不少关于掺杂钇能提 高催化剂的稳定性和催化氧化活性的报道，但在锆基柱撑蒙脱土基础上掺杂稀土元素钇制成 二元钇锆交联蒙脱土还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于V0Cs净化催化剂载体用的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备 方法。
本发明提供的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，以硝酸钇、氯化氧锆和Ca型蒙脱土 为原料，通过进行蒙脱土的钠离子交换、稀土钇掺杂锆复合交联剂和复合交联剂拄撑三步法 制备,其步骤为
1. 钠交换
将Ca型蒙脱土原料，用l. Omol/L的NaCl溶液与Ca型蒙脱土混合，lg蒙脱土的NaCl溶液用量 为100mL， 6(TC下强力机械搅拌6小时，离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无Cr( AgN03检测)， 110。C烘干，得到Na型蒙脱(Na-丽T)。
2. 稀土钇掺杂锆复合交联剂的合成
将硝酸钇、氯化氧锆原料，按Zr:Y为5 : l(摩尔比)用去离子水配成溶液，控制Zr:l. Omol/L， 在8(TC 90'C条件下磁力搅拌2小时，恒温老化4小时，冷却至室温，即得稀土钇掺杂锆复合 交联剂。
3.稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备
把钠型蒙脱土(Na-醒T)在60 7(TC条件下搅拌0.5小时，制成lwty。的悬浊液，按 Zr/Na-MMT为1Ommol/g的配比，将上述复合交联剂缓慢的滴入蒙脱土悬浊液中，滴毕继续搅 拌2小时，然后再恒温老化4小时，离心分离，用去离子水洗涤至无氯离子(AgN03检测)，于 空气氛下，11(TC烘干3—4小时，然后于50(TC焙烧2小时，研磨过60-80目筛，制得本发明 的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土。
本发明所述Ca型蒙脱土原料，层间距为1. 522252nm，阳离子交换容量为108. 4mmol/100g; 矿物组成主要以蒙脱石为主，含量大于95%，含微量石英；吸附容量PNP^350mg/g。 本发明所述硝酸钇、氯化氧锆为Zr0Cl2 8H20和Y(N03)3 6H20。 本发明所述的稀土钇掺杂锆复合交联剂滴入蒙脱土悬浊液的滴加时间为1-2小时。 本发明所述的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土，采用该材料为催化净化VOCs催化剂载体用，可 获得很好的效果。稀土钇掺杂锆交联蒙脱土与钠型蒙脱土相比较，该材料对丙酮催化氧化的反 应温度由490。C下降至320°C，对乙酸乙酯催化氧化的完全氧化温度由420。C下降至290°C，对 甲苯催化氧化的反应温度也下降了 150°C。
具体实施方式
实施例1:
参照上述的制备步骤
① 将Ca型蒙脱土初始材料,用l. Omol/L的NaCl溶液与Ca型蒙脱土混合，lg蒙脱土的NaCl溶 液用量为100mL， 6(TC下强力机械搅拌6小时，离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无Cr( AgN03 检测)，ll(TC烘干，得到Na型蒙脱土(Na-MMT)。
② 将ZrOCl2'8H20和Y(N03)3'6H20，按Zr:Y为5 : 1 (摩尔比)用去离子水配成溶液，控制 [Zr]=1.0mol/L，在80。C 90'C条件下磁力搅拌2小时，恒温老化4小时，冷却至室温，即得稀 土钇掺杂锆复合交联剂。
③ 将①所得的钠型蒙脱土配制成质量百分比为1讨%悬浊液，在60 7(TC条件下磁力搅拌 0. 5小时。
④ 按Zr/Na-函T为10mmol/g的配比，将②所得的复合交联剂缓慢(控制滴加时间为1—2小时) 的滴入上述蒙脱土悬浊液中，滴毕后继续加热搅拌2小时，然后再恒温老化4小时，离心分离， 用去离子水洗涤至无氯离子(AgN03检测)。
⑤ 将此前驱体在空气氛下，11(TC烘干3 — 4小时，然后于500'C焙烧2小时，研磨过60-80 目筛，制得本发明的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土。
实施例2: 原料
硝酸钇- Y(N03)3 6H20 氯化氧锆-ZrOCl2 8H20
Ca型蒙脱土-内蒙蒙脱土 (Ca型)，层间距为1.522252nm，阳离子交换容量为 108.4mmol/100g;矿物组成主要以蒙脱石为主，含量大于95%，含微量石英；晶体化学式为 (Ca。.39Na。.。2K。.。2) (Si7.91Al。.。9) (Al2.51Fe。.45Mgll。)02。(0H)4 nH20;吸附容量PNP〉=350mg/g。
制备步骤为 l.钠交换
称取NaCl 175.32g，溶于3000ml去离子水中，配置成l. Omol/L的溶液。然后再加入Ca型 内蒙蒙脱土原料30g，在6(TC下强力机械搅拌6小时，冷却至室温，倒掉上层清夜，加去离子 水搅拌均匀，离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无Cr( AgN03检测)，IIO'C烘干，得到Na 型蒙脱土(Na-MMT)。
2. 稀土钇掺杂锆复合交联剂的合成
2. 1称取32. 2gZrOCl2 8H20和7. 661gY(N03)3 6H20，用去离子水配成100ml的混合溶液。 其溶液中[Zr]4.0mol/L， Zr/Y=5 : 1 (摩尔比)。
2.2将上述溶液在8(TC 9(TC条件下磁力搅拌2小时，再恒温老化4小时，冷却至室温， 即得稀土钇掺杂锆复合交联剂。
3. 稀土钇掺杂锆复合交联蒙脱土的制备
3. 1称取4g钠型蒙脱土(Na-讓T)于400ml去离子水中，在60 70'C条件下磁力搅拌0. 5
小时，制成iwty。的悬浊液。
3. 2按Zr/Na-MMT为10mmol/g的配比，将上述复合交联剂40ml缓慢(控制滴加时间为1 一2小时)的滴入蒙脱土悬浊液中，滴毕后继续搅拌2小时，然后再恒温老化4小时，离心分 离，用去离子水洗涤至无氯离子(AgN03检测)。
3. 3将此前驱体在ll(TC烘干3—4小时，然后于50(TC焙烧2小时，研磨过60-80目筛， 制得稀土钇掺杂锆交联蒙脱土。
上述稀土钇掺杂锆交联蒙脱土，用于催化氧化VOCs的催化剂载体，可获得很好的效果， 对丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧化温度分别为320°C、 290°C、 350°C。负载低含 量的活性组分氧化钯(O.lwt.%)制得催化剂后，对丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧 化温度分别为310， 270， 250°C。
权利要求
1、一种稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，其特征是以硝酸钇，氯化氧锆和钙型蒙脱土为原料，通过进行蒙脱土的钠离子交换、稀土钇掺杂锆复合交联剂和复合交联剂拄撑三步法制备，其步骤为●钠交换将Ca型蒙脱土原料，用1.0mol/L的NaCl溶液与Ca型蒙脱土混合，1g蒙脱土的NaCl溶液用量为100mL，60℃下强力搅拌6小时后离心分离，用去离子水洗涤沉淀物至无氯离子，110℃烘干，得到Na型蒙脱土；●稀土钇掺杂锆复合交联剂的合成将硝酸钇、氯化氧锆原料，按Zr:Y摩尔比为5∶1的比例用去离子水配成溶液，控制Zr＝1.0mol/L，在80℃～90℃条件下磁力搅拌2小时，恒温老化4小时，冷却至室温，得稀土钇掺杂锆复合交联剂；●稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备把钠型蒙脱土在60～70℃条件下搅拌0.5小时，制成1wt％的悬浊液，按Zr/Na-MMT为10mmol/g的配比，将上述复合交联剂缓慢滴入蒙脱土悬浊液中，滴完后继续搅拌2小时，然后恒温老化4小时，离心分离，用去离子水洗涤至无氯离子，空气氛下，110℃烘干，然后于500℃焙烧2小时，研磨过60-80目筛，制得稀土钇掺杂锆复合交联蒙脱土。
2、 根据权利要求1所述的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，其特征所述Ca型蒙脱土， 层间距为1.522252nrn，阳离子交换容量为108. 4mmol/100g;矿物组成主要以蒙脱石为主， 含量大于95%，含微量石英；吸附容量PNP^350mg/g。
3、 根据权利要求1所述的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，其特征所述硝酸钇和氯化氧锆为ZrOCl2 8H20和Y(N03)3 6H20。
4、 根据权利要求1所述的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，其特征所述复合交联剂滴入蒙脱土悬浊液中滴加时间为1-2小时。
5、 根据权利要求1所述的稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，其特征所述的烘干时间为3_4小时。
6、 权利要求1制备的土钇掺杂锆交联蒙脱土，其特征是用于催化氧化VOCs的催化剂载体，对丙酮、乙酸乙酯、甲苯催化氧化的完全氧化温度分别为32(TC、 29(TC、 35(TC;负载低 含量的活性组分氧化钯O. lwt.y。制得催化剂后，对丙酮、甲苯、乙酸乙酯催化氧化的完全 氧化温度分别为310， 250， 27(TC。
全文摘要
一种稀土钇掺杂锆交联蒙脱土的制备方法，以硝酸钇、氯化氧锆和Ca型内蒙蒙脱土为原料，通过进行蒙脱土的钠离子交换、稀土钇掺杂锆复合交联剂的制备和复合交联剂拄撑三步法制备，得到稀土钇掺杂锆交联蒙脱土，用于催化氧化VOCs的催化剂载体，负载低含量的活性组分氧化钯(0.1wt.％)制得催化剂后，对丙酮、甲苯、乙酸乙酯催化氧化的完全氧化温度分别为310，250，270℃。
文档编号B01J21/00GK101380571SQ20071007121
公开日2009年3月11日 申请日期2007年9月6日 优先权日2007年9月6日
发明者周仁贤, 敏 陈, 齐灵燕 申请人:浙江大学