硅基復合金屬氧化物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種硅基復合金屬氧化物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 復合金屬氧化物，具有良好的物理和化學性能，是重要的光學材料、電磁材料以及 化工中的吸附和催化材料等，在傳統工業和現代高科技中都具有重要的用途，應用極為廣 泛。其中，氧化硅基復合金屬氧化物利用了氧化硅的高穩定性和良好的鈍化性能，并且具有 制備簡單、性能優良、綠色環保和價格低廉等優點，是一種用途廣泛的復合物。
[0003] 但是，利用常規負載方法制備的硅基復合金屬氧化物通常是非均相的，而且制備 步驟繁瑣、孔隙含量低或金屬氧化物的分散性差，這些缺點限制了它們的進一步應用。例如 在申請號為201010575387. 5的中國專利中，經過制備多孔氧化硅、非極性溶劑和金屬前驅 物溶液浸漬載體氧化硅、去除非極性溶劑和干燥焙燒等多重步驟后才能得到多孔氧化硅/ 金屬氧化物復合材料。該專利中因為用到了非極性溶劑和浸漬法，從而導致制備步驟繁瑣， 并且后浸漬法所得產物中金屬氧化物與氧化硅之間的相互作用較弱，導致金屬氧化物的顆 粒尺寸超過200nm。中國專利CN1733646A公開了一種硅、鎂、鋁、氧化物硅系復合材料及制 備方法，通過將主材料、填充材料和添加劑混合、攪拌、控溫成型即可，所得材料利用了硅基 復合材料的穩定性和有機材料的可塑性，可以用于建筑材料等行業。但是所得材料并不是 一種均相復合物，只是通過有機物粘連在一起的混合物，其適用范圍難以拓展。中國專利 CN101005892公開了一種復合氧化物催化劑，該催化劑包含了Mo、V、堿土金屬或者稀土元 素和硅石載體的顆粒，該專利并未公布所得催化劑顆粒多孔性質的結構特征，但是由于其 制備方法是沉淀-煅燒法，因此所得催化劑顆粒的多孔性較差。不僅如此，上述的專利中都 利用到了步驟繁瑣的浸漬法，這樣不僅提高了成本，而且使制備工藝更加復雜。

【發明內容】

[0004] 本發明所要解決的技術問題之一是提供一種硅基復合金屬氧化物。本發明所要解 決的技術問題之二是提供一種硅基復合金屬氧化物的制備方法。
[0005] 為解決上述技術問題之一，本發明所米用的技術方案如下：一種娃基復合金屬氧 化物，以重量份數計包括以下組分：
[0006] a) 100份的氧化硅；
[0007]b)0. 1~30份的選自氧化鉬、氧化釕、氧化銠、氧化鈀、氧化鐵、氧化鎳、氧化鈷、氧 化鋯或氧化鈰中的至少一種；
[0008] c) 0. 1~30份的堿金屬、堿土金屬或過渡金屬氧化物中的至少一種；
[0009]所述硅基復合金屬氧化物為均相復合物，其XRD衍射圖譜包括如下特征峰：
[0011] 所述分子篩XRD數據中，w、m、s代表衍射峰強度，w為weak,m為middle,s為strong 這為本領域技術人員所熟知的。一般，w為小于20 ;m為20~40 ;s為40~70。
[0012] 上述技術方案中，優選地，所述硅基復合金屬氧化物比表面積為20~800米V克， 孔隙容量為〇. 1~2. 2厘米3/克。更優選地，比表面積為50~5002/克，孔隙容量為0. 15~ 1.8厘米3/克。
[0013] 上述技術方案中，優選地，所述硅基復合金屬氧化物的顆粒尺寸小于200納米。
[0014] 為解決上述技術問題之二，本發明所采用的技術方案如下：一種硅基復合金屬氧 化物的制備方法，包括以下步驟：
[0015]a)將硅源、表面活性劑和金屬氧化物源溶于水中，得到前驅體A;其中，所述 前驅體A中各物質的重量比為硅源：表面活性劑：金屬氧化物源：水=1: (0.001~ 0? 3) : (0? 001 ~0? 3) : (1 ~20);
[0016]b)將前驅體A進行老化處理，得到前驅體B;
[0017]c)前驅體B經干燥處理、煅燒后，即得所述硅基復合金屬氧化物。
[0018] 上述技術方案中，優選地，所述前驅體A中各物質的重量比為硅源：表面活性劑： 金屬氧化物源：水=1: (〇? 01 ~〇? 03) : (0? 02 ~0? 2) : (2 ~10)。
[0019] 上述技術方案中，優選地，步驟a)溫度為4~90°C。更優選地，溫度為10~50°C。
[0020] 上述技術方案中，優選地，步驟b)老化處理溫度為50~300°C，時間為2~300小 時。更優選地，老化處理溫度為80~200°C，時間為20~100小時。
[0021] 上述技術方案中，優選地，步驟c)干燥處理溫度為50~200°C，時間為2~100小 時。更優選地，干燥處理溫度為100~150°c，時間為5~30小時。
[0022] 上述技術方案中，優選地，煅燒溫度為300~1200°C，時間為2~30小時。更優選 地，煅燒溫度為600~900°C，時間為5~10小時。
[0023] 上述技術方案中，優選地，所述硅源選自硅藻土、硅膠、水玻璃、硅酸醇酯、硅酸或 硅酸鹽中的至少一種。更優選地，硅源選自硅藻土、硅膠或水玻璃中的至少一種。
[0024] 上述技術方案中，優選地，所述金屬氧化物源選自硝酸鹽、硫酸鹽、鹵化鹽、醋酸 鹽、碳酸鹽、水合鹽、絡合鹽、堿式鹽或酸式鹽中的至少一種。更優選地，金屬氧化物源選自 硝酸鹽、硫酸鹽、氯化鹽、碳酸鹽、堿式鹽或酸式鹽中的至少一種。
[0025] 上述技術方案中，優選地，所述表面活性劑選自脂肪酸鹽、烷基磺酸鹽、烷基苯磺 酸鹽、聚氧乙烯、山梨醇酯、乙醇胺、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、聚乙二醇或聚乙烯醇中的 至少一種。更優選地，表面活性劑選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、聚乙二醇或聚 乙烯醇中的至少一種。
[0026] 本發明的硅基復合金屬氧化物可用作烷烴氧化重整轉化催化劑。
[0027] 本發明中，比表面積、孔隙率的測試方法分別為BET法和BJH法。
[0028] 本發明中，由于硅源和金屬氧化物源的前驅體的混合方式是原位混合，經老化處 理后，使氧化硅能夠與復合金屬氧化物形成均相復合物；由于表面活性劑的存在，提高了復 合物的比表面積，也使金屬氧化物物種能夠更均勻的分布在氧化硅中，也提高了產物的孔 隙含量和金屬氧化物的分散度，并且通過改變煅燒溫度和時間，也可以調節產物的孔隙含 量。此外，制備過程中硅源和金屬氧化物源的前驅體原位加入，避免了步驟繁瑣的后負載過 程。以上的這些措施，同時解決了傳統制備方法中硅基復合金屬氧化物孔隙含量低、金屬氧 化物分散性差和制備步驟繁瑣等難題，獲得了高效、穩定、