[发明专利]一种多孔二氧化锆载体的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔二氧化锆载体的制备方法，具体为：将氯化锆加入至无水乙醇中，搅拌均匀形成溶解液；然后加入分散剂超声分散，得到分散液；再将分散液放入反应釜中减压蒸馏形成粘稠液，然后加入模具中恒温压制形成预制块；最后将预制块放入第一反应釜中静置，然后放入第二反应釜中静置，空气吹扫后红外光照下恒温烧结，得到多孔二氧化锆载体。氧化锆载体能够形成稳定的光照体系，同时氧化锆表面与贵金属形成稳定的化学键连接，当贵金属催化剂失活时，光照处理过程中，贵金属与氧化锆的连接处形成光照激发状态，从而达到空穴与电子的形成，从而促使贵金属自身活性，实现自身活性的恢复。

技术领域

本发明属于催化载体制备技术领域，具体涉及一种多孔二氧化锆载体的制备方法。

背景技术

二氧化锆同时具有表面酸性位和表面碱性位，还具有良好的离子交换性能和氧化还原性能，因而可作为催化剂载体。对负载型催化剂而言，活性组分在载体表面的分散量越多，其催化性能越好，而活性组份的分散量与载体的比表面积紧密相联，因而，合成高比表面积的多孔二氧化锆可以有效提高负载金属分散度，加强金属-载体相互作用，进而提升催化剂的活性和稳定性。

Lippi等用热解UiO-66的八面体多孔ZrO₂负载Ru，应用于CO₂甲烷化反应中，CO₂转化率为96％，甲烷选择性为99％，与单斜ZrO₂、SBA-15、碳材料等负载的Ru基催化剂相比，在活性和稳定性方面具有明显优势。CN1631796A公开了一种介孔二氧化锆的制备方法，以三嵌段聚氧乙烯型非离子表面活性剂作模板剂，以一缩乙二醇(双甘醇)、乙酰丙酮、三乙醇胺为络合稳定剂和用酸或碱调节PH在一定范围内，通过控制络合剂用量、pH值大小和老化温度来协同控制锆源的水解和缩聚速度，采用溶胶-凝胶法制得孔径可调、热稳定性高的介孔二氧化锆。但模板法成本较高，而且需经高温煅烧以去除模板，会使载体材料的活性受到较大的影响。Wang等报道了一种一步合成球状多孔氧化锆的方法，该方法使用超临界甲醇为溶剂，硝酸氧锆为锆源，羧酸(甲酸或对苯二甲酸)为有机添加剂，300℃反应10min即可得到四方相球形氧化锆，I型吸附等温线表明其具有大量微孔，但当温度升高至400℃时其比表面积下降达32％，可见高温会造成该氧化锆孔道坍塌、比表面积骤降。

本发明能够形成结构稳定的多孔纳米氧化锆，晶型转变温度低，大大减少能耗，提高载体材料的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔二氧化锆载体的制备方法，解决了现有载体负载贵金属作为催化剂不能起到协同作用的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种多孔二氧化锆载体的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将氯化锆加入至无水乙醇中，搅拌均匀形成溶解液；然后加入分散剂超声分散，得到分散液；

步骤2，将分散液放入反应釜中减压蒸馏形成粘稠液，然后加入模具中恒温压制形成预制块；

步骤3，将预制块放入第一反应釜中静置，然后放入第二反应釜中静置，空气吹扫后红外光照下恒温烧结，得到多孔二氧化锆载体。

本发明的特点还在于，

步骤1中，氯化锆在无水乙醇中的浓度为20-60g/L，搅拌速度为1000-2000r/min，搅拌温度为20-50℃。

步骤1中，分散剂的加入量是氯化锆质量的20-25％，分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮与乙基纤维素的混合物，且聚乙烯吡咯烷酮与乙基纤维素的质量比为1：3-6。

步骤1中，超声分散的时间为30-60min，超声分散的温度为50-60℃，超声频率为60-80kHz。

步骤2中，减压蒸馏的压力为标准大气压的70-80％，蒸馏温度为70-80℃，恒温压制的温度为90-100℃，压力为0.3-0.5MPa。