介孔方钠石催化材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种介孔催化材料的制备方法，具体地说是涉及一种用于催化加氢等化学反应的Pt封装型介孔方钠石催化材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着原油向劣质化的趋势发展，清洁油品的质量标准日益严格，炼油厂对加氢技术的需求不断增加，而加氢技术的核心正是加氢催化剂。负载活性金属催化剂是一类重要的多相催化剂，通过将活性金属负载在多孔的载体上来合成。该种催化剂有较好的活性和优良的选择性，但存在活性组分分散不均一、使用温度低、活性负组分载量大利用率低、抗毒化性能低等特点。基于负载型催化剂的这些缺点，需要一种提高活性组分分散度和利用率以及延长使用寿命的加氢催化剂。
[0003]目前，沸石用于催化已经很普遍，介孔沸石、改性沸石都表现出各自特有的性能并得到广泛的应用。但是由于方钠石小的比表面积和小的孔径结构使得方钠石在催化领域的应用受到很大的限制。方钠石(Na+8Cl—2[Al6Si6024])属于立方晶系，其孔径很小，人工合成的方钠石的组成为Na6[Al6Si6024]。方钠石的孔道窗口仅为六元环。方钠石的小孔径限制了许多大分子进入方钠石笼中，而方钠石外表面很小，这些都使得方钠石用于催化收到很大的限制。基于方钠石这些缺点，方钠石仅在无机功能材料领域得到广泛应用，它可以用来制备光致变色材料。近年来沸石在储氢方面的研究越来越多，研究表明方钠石从理论上能达到储氢材料的体积目标，其储氢量高于其它沸石。这一发现使得方钠石的催化特性的研究变得更加迫切。要将方钠石用作催化剂，那么改性提高其比表面积与孔径尤为重要。方钠石中Na+、CI—都可以被置换，这就为方钠石的改性提供了可能。依据反应的需求选择不同离子对方钠石的改性调节孔径大小和比表面积的大小，有效控制反应的进行以及反应的方向。方钠石的这一特性将为它作为催化剂带来更广泛的应用。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种Pt封装型介孔方钠石催化材料的制备方法，用于催化加氢具有耐热性能好，催化活性高，选择性高，活性组分分散度好利用率高的特点。
[0005]为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种介孔方钠石催化材料的制备方法，包括步骤:
51:前驱体Pt (NH3) 2 (N03) 2封装于方钠石笼中得到Pt封装型方钠石；
52:该Pt封装型方钠石经焙烧后用金属盐溶液进行离子交换改性;S3:再经离心、干燥、焙烧后得到Pt封装型介孔方钠石催化材料。
[0006]本发明提出将活性组分Pt封装于方钠石笼内，这样就很大程度上降低了贵金属的用量、使得贵金属分散更加均匀、提高了催化剂热稳定性、在一定程度上避免了活性中心被毒化延长了催化剂的寿命，但是传统的方钠石比表面积有限，而且方钠石小孔径的特点限制了许多反应的进行，经过离子交换改性方钠石得到Pt封装型介孔方钠石催化剂利用了封装型催化剂的优点又为反应提供了大的比表面积和大的孔径结构，有效的扩大其应用范围。离子改性的Pt封装型介孔方钠石用于催化加氢具有耐热性能好，催化活性高，选择性高，活性组分分散度好利用率高等特点。
[0007]作为优选的方案，步骤Sl，Pt封装型方钠石的制备由硅溶胶作为硅源、铝溶胶作为铝源、Pt(NH3)2(N03)2作为活性组分Pt的前驱体、氢氧化钠作为碱度调节剂，比例关系式为:
n(Si02):n(Al203):n[Pt(NH3)2(N03)2]:n(Na0H)=0.02mol:0.01mol:0.02~0.2mmol:
0.08mol，采用水热合成法在80?140°C下晶化5?20小时合成封装Pt的方钠石。Pt封装量为0.lwt%?lwt%0
[0008]作为优选的方案，步骤S2，焙烧温度为300?600°C。
[0009]作为优选的方案，步骤S3，干燥温度100?160°C、焙烧温度300?600°C。
[0010]作为优选的方案，步骤S2，所述的离子交换使用的金属盐是下述阳离子和阴离子的任意结合，阳离子为铁、钴、镍、铜、锌中的一种，阴离子为氯盐、硝酸盐、醋酸盐、硫酸盐中的一种。
[0011]作为优选的方案，步骤S2，盐水溶液浓度为0.1?1.0mol.L^o
[0012]作为优选的方案，步骤S2，Pt封装型方钠石质量与金属盐水溶液体积比为:(1?
20)g/100mlo
[0013]作为优选的方案，步骤S2，离子交换恒温温度为15°C?80°C。
[00M]作为优选的方案，离子交换时间为2h~24h，交换次数为1?10次。
[0015]本发明通过离子交换改性制备Pt封装型介孔方钠石催化材料的介孔表面积在60?250m2/g，介孔孔径在4.5~14.5]11]1。该？1:封装型介孔方钠石催化材料可以用于加氢脱芳经反应，但不限于加氢反应，也可用于其他负载Pt催化的化学反应过程。本发明的有益技术效果在于:
(1)将活性组分Pt封装于方钠石笼中有效的增加了活性组分分散度，防止活性组分高温团聚，增加了催化剂的热稳定性扩大了催化剂的使用温度范围。
[0016](2)Pt封装型方钠石对活性组分Pt的封装量少，方钠石的孔结构一定程度上能防止活性组分被毒化，提高了活性组分的利用率、增加催化剂抗毒化性能、延长了催化剂的使用寿命。
[0017](3)用离子交换改性方钠石得到Pt封装型介孔方钠石，介孔比表面积得到了很大的提高，有利于催化作用的进行。
[0018](4)用不同离子交换改性方钠石可以得到不同孔径的Pt封装型介孔方钠石，根据所催化的反应不同进行选择，有效的提高催化剂的选择性。
[0019](5)用离子交换改性方钠石得到的Pt封装型介孔方钠石用于催化反应时，改性离子与活性组分的协同作用也能提高催化剂性能。
[0020](6)所制得的Pt封装型介孔方钠石催化材料不仅适用于加氢脱芳烃的反应，在用Pt作催化剂的氢化、脱氢、异构化、环化、脱水、脱卤、氧化、裂解等化学反应中均可根据实际选择使用。
[0021](7)在方钠石离子改性的整个过程中，没有引进有害杂质和产生废弃物排放，属于绿色环保性技术。
[0022](8)本发明在制备成本、产品性能、工艺流程等方面具有显著优势，成本低廉，设备要求低，广品性能尚。
【附图说明】
[0023]图1是不同钴盐改性后的Pt封装型介孔方钠石催化材料的氮气物理吸附脱附曲线图。
[0024]图2是不同钴盐改性后的Pt封装型介孔方钠石催化材料的XRD图。
[0025]图3是硝酸镍改性后的Pt封装型介孔方钠石催化材料的TEM图。
【具体实施方式】
[0026]实施例1-4是关于Pt封装型方钠石的制备方法，实施例中由硅溶胶作为硅源、铝溶胶作为铝源、Pt(NH3)2(N03)2作为活性组分Pt的前驱体、氢氧化钠作为碱度调节剂。
[0027]实施例1
步骤 1.取6mg [n(Pt)]=0.02mmol的Pt(NH3)2(N03)2溶于6mL去离子水中。
[0028]步骤2.取181^的50%的铝溶胶[11(41203)=0.0111101]，用氢氧化钠溶液调节?!1值为13ο
[0029]步骤3.取20mL的40%的硅溶胶[n(Si02)=0.02mol]，用氢氧化钠溶液调节ΡΗ值为13ο
[0030]步骤4.将步骤1中的溶液逐滴滴加到步骤2中的溶液中，搅拌半个小时。
[0031]步骤5.将步骤3中的溶液逐滴滴加到步骤4中的溶液中，搅拌半个小时。
[0032]步骤6.将步骤5中的溶液转移到1OOmL的反应釜中进行水热晶化，80°C晶化20小时，取出反应釜，产物用去离子水洗至中性，120°C干燥处理10小时，得到Pt封装型方钠石。然后在300°C下于马弗炉中焙烧4小时，即可用金属盐进行离子交换。
[0033]实施例2
步骤 1.取6mg [n(Pt)]=0.2mmol的Pt(NH3)2(N03)2溶于6mL去离子水中。
[0034]步骤2.取181^的50%的铝溶胶[11(41203)=0.0111101]，用氢氧化钠溶液调节?!1值为13ο
[0035]步骤3.取20mL的40%的硅溶胶[n(Si02)=0.02mol]，用氢氧化钠溶液调节ΡΗ值为13ο
[0036]步骤4.将步骤1