[发明专利]一种Al2O3-Ce2O3/SBA-15介孔硅基材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种介孔硅基Al₂O₃‑Ce₂O₃/SBA‑15材料及其制备方法，采用双模版法将金属铈和铝的氧化物直接镀饰到SBA‑15的表面，所制备的材料的介孔结构保存比较完好，且金属铈的团聚现象得到了消除，易于制备，工序简单，水热稳定性与热稳定性好。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种双模板法制备Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15介孔固体硅基材料。

背景技术

SBA-15介孔硅基材料比表面大、介孔结构均一、热稳定性以及水热稳定性高，但缺少活性位点、耐碱性差，故在吸附分离及催化应用方面受到一定限制。近年来有研究将金属氧化物负载在SBA-15表面或者掺杂到SBA-15骨架中，以提高SBA-15的活性位点与其水热稳定性。Al₂O₃、MgO和稀土金属氧化物常用于SBA-15材料改性。专利201410318627.1采用一步水热法将Al₂O₃掺杂在SBA-15骨架中，做成片状Al₂O₃-SBA-15材料，改善SBA-15介孔结构特性，增加酸性位点。王宁(International Journal of Hydrogen Energy，2012，37：19-30)，Haruhiko Ono(Applied Physics Letters，2001，78：1832-1834)报道稀土金属铈氧化物不仅能够在SBA-15表面形成涂层，且可改善介孔硅基材料的热稳定、水热稳定及耐碱性。孙林兵 (Current Organic Chemistry，2014，18：1296-1304)报道将金属铈氧化物通过后嫁接法固载到 SBA-15表面，却发现由于其自身团聚现象而使得其在SBA-15表面分布不匀，另外金属铈氧化物的碱性位点对SBA-15原有介孔结构也造成一定破坏作用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种双模板制备Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15介孔固体硅基材料的方法，采用双模板法以及金属铝氧化物的加入，既消除金属铈氧化物在SBA-15表面的团聚现象而使得其分布均匀，又避免金属铈氧化物碱性位点对SBA-15原有介孔结构的破坏作用。

本发明的技术方案

1.一种Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15介孔硅基材料及其制备方法如下：

(1)所述Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15介孔硅基材料中Al、Ce、Si元素的质量摩尔比为0.04～ 0.18∶0.30～0.48∶1；

(2)所述Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15介孔硅基材料是通过双模板法把铝和铈修饰到SBA-15表面制备而成：将Al(NO₃)₃·9H₂O、Ce(NO₃)₃·6H₂O和模板剂1所形成的晶化态混合物I，在搅拌状态下缓慢加到由正硅酸乙酯与模板剂2所形成的混合物II中，搅拌混合4～8h后，转入到聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热釜中，在100～120℃下晶化40～60h，经过滤、洗涤、干燥，以1～5℃/min升温速率升至400～600℃，焙烧4～6h，冷却，即得到所述Al₂O₃-Ce₂O₃/SBA-15 介孔硅基材料；