[发明专利]一种中孔MNPA－8材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中孔材料，具体地说涉及一种中孔MNPA-8材料。

本发明还涉及上述材料的制备方法。

背景技术

中孔材料具有极广泛的应用前景，而NiO早已被应用于化学化工的各个领域，将二者的优点结合起来一直是研究者们非常感兴趣的课题，但到目前为止还没有合成出高稳定性的中孔NiO样品。Shih等以十六烷基三甲基溴化铵为结构导向剂合成了中孔结构的NiO，但经过623K焙烧处理后中孔结构倒塌，得不到稳定的中孔材料。若在合成过程中加入硅酸钠来强化结构，则可得到比表面积为530m²/g的中孔材料；不过对于那些不希望有硅或钠元素参加的反应来说，其应用受到一定的限制。Gedanken等报道了以硫酸镍为原料合成的中孔NiO，可以经受623K的焙烧，但是所得样品仅有很低的比表面积。中孔NiO的热不稳定性是由二价金属本身难以形成有效的交联、样品的缩合程度低造成的。采用H³PO₄与Ni进行共组装可以提高交联程度而得到中孔Ni-P材料，不过热稳定性的提高幅度也不大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定性的中孔MNPA-8材料。

本发明的另一目的在于提供制备上述中孔MNPA-8材料的方法。

为实现上述目的，本发明提供的中孔MNPA-8材料，其化学组成式为：(Ni_aP_bAl_c)O₂，其中Ni、P、Al分别为晶体中的镍、磷和铝元素，a、b、c分别为Ni、P、Al的摩尔分数，其中：

a＝0.10-0.80；

b＝0.10-0.90；

c＝0.01-0.60；

且满足a+b+c＝1。

本发明提供的制备上述中孔MNPA-8材料的方法，其特点在于制备过程为：

首先通过溶剂热合成法制备出具有中孔结构的Ni-P材料，然后经含铝溶液处理，将铝引入到骨架中，再经高温焙烧后得到高稳定性的中孔MNPA-8材料，其比表面积为150-500m²/g、孔径为2-20nm、孔容为0.4-2cm³/g。

其具体步骤是：

A)以凝胶配比Ni∶xR∶yP∶zC₂H₅OH配制成初始凝胶反应物，其中R表示模板剂，P表示磷源；x为模板剂与镍源物质的摩尔比例，y为磷源与镍源物质的摩尔比例，z为乙醇与镍源物质的摩尔比例；

x＝0.01-1.0；y＝0.1-10；z＝10-1000；

优选的：x＝0.1-0.5；y＝0.5-2；z＝50-300。

B)将步骤A中的凝胶反应物在333-413K温度下进行晶化反应，晶化时间为1-10天，晶化产物经洗涤、干燥后得到中孔结构的Ni-P材料；

优选的：晶化温度为363-393K，晶化时间为3-6天。

C)以含铝水溶液和氢氧化钠溶液依次处理步骤B中得到的Ni-P材料，并经回流温度368K下回流至少24小时、洗涤、干燥后得到中孔MNPA-8材料的原粉；

铝溶液的浓度为0.1-0.8M；铝源物质与镍源物质的摩尔比例为0.1∶1-10∶1；氢氧化钠浓度为0.1-0.8M；氢氧化钠与铝源的摩尔比例为1∶1-3∶1。

优选的：铝溶液的浓度为0.2-0.4M；铝源物质与镍源物质的摩尔比例为0.3∶1-3∶1；氢氧化钠溶液浓度为0.2-0.4M；氢氧化钠与铝源的摩尔比例为1.4∶1-1.8∶1。

D)将步骤C中得到的原粉在573-973K下，焙烧3-6小时，得到目标产物。

所述的制备方法，其中，所用的镍源物质为硫酸镍、氯化镍、硝酸镍，其中之一或两种以上的混合物；镍源的加入方式为固体直接加入或溶解后以溶液形式加入。

所述的制备方法，其中，所用的模板剂R为嵌段共聚物EO₂₀PO₇₀EO₂₀、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基胺、十八烷基胺其中一种或两种以上的混合物。

所述的制备方法，其中，所用的磷源为正磷酸、亚磷酸，也可以是各种磷酸酯、磷酸盐。

所述的制备方法，其中，步骤C中所用的铝源物质为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、有机铝化合物其中一种或两种以上的混合物。

由本发明提供的制备方法，在NiO材料中合成过程引入了P和Al，获得同时具有高比表面和高稳定性的中孔MNPA-8材料。