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高活性镁铝复合氧化物的制备

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高活性镁铝复合氧化物的制备陈鸿雁*,刘惠茹，董杰，谢飞燕(惠州学院化学与材料工程学院，广东惠州516007)［摘要］脂肪酸甲酯乙氧基化物(MEE)是性能优良的酯.醛型非离子表面活性剂，其合成关键是乙氧基化催化剂。

本文用共沉淀法合成镁铝复合氧化物催化剂，系统考察了催化剂制备的各种影响因素，且通过BET、XRD、DSC、红外光谱等表征表明当Al/Mg比0.4：1、老化时间16h、反应时间50min、Na/(A1+Mg)比2.6、焙烧温度400°C时，镁铝复合氧化物催化剂的比表面积可达212.72m2/g,为MEE的催化反应奠定基础。

［关键词］催化剂；镁铝复合氧化物；乙氧基化［中图分类号］TQ［文献标识码］A［文章编号］1007J865(2019)01・0018-03Preparation of Highly Active Magnesium-aluminum CompositeChen Hongyan*,Liu Huiru,Dong Jie,Xie Feiyan(School of Chemistry and Materials Engineering,Huizhou University,Huizhou516007,China) Abstract:Methyl Ester Ethoxylates(MEE)is a kind of good performance of ester-ether type nonionic surfactant,and the catalyst is the key.In this paper,a se­ries of Mg-Al complex oxide catalyst were synthesized by coprecipitation method,and some influencing factors were investigated.In addition,BET,XRD,DSC and FT-IR were used to analyze the catalyst.The results show that catalyst is well enough because its specific surface area reached212m2/g,under the reaction time of 50min,aging time of16h,the activation temperature of400°C,with molar ratio of Al/Mg of0.4:1and molar ratio of Na/(AI+Mg)of2.6.The catalyst with complete crystal forms and good thermal stability pave the way for catalytic reaction of MEE.Keywords:catalyst：Mg-Al Complex Oxide；ethoxylation常用的非离子型表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醯具有优良的表面活性、可生物降解，但最新的研究认为其生物降解的中间产物存在着一定的生态毒性。

酯-醯型非离子表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化物可替代之。

窄分布脂肪酸甲酯乙氧基化物不仅具有相当的表面活性，而且工艺路线短，生产成本低，水溶性好，有利于液洗类产品的配制，易生物降解，生态毒性低，符合国际上表面活性剂向生态安全、功能性强、化学稳定性及热稳定性良好和低成本发展的趋势心］。

如何提高催化剂的活性是合成窄分子量分布脂肪酸甲酯乙氧基化物的关键。

酸性催化剂可得到理想的分子量窄分布的反应产物，但易与产物生成一系列衍生物导致副产物较多，且酸催化剂强烈的腐蚀作用也不利于工业化生产。

强碱性催化剂可抑制副反应的进行，产品选择性相对较高，但产物中聚氧乙烯链较长，分子量分布较宽。

酸碱双功能催化剂镁铝复合金属氧化物是一种很有工业开发前景的新型催化材料，热稳定性能好，没有毒副作用，受到了越来越多的重视卩①。

本文对镁铝复合金属氧化物制备过程的影响因素进行了系统研究，制备出的催化剂具有完整的晶体结构和良好的热稳定性，为脂肪酸甲酯乙氧基化物合成奠定了基础。

1实验1.1化学试剂及药品硝酸镁，天津市瑞金化学品有限公司；硝酸铝，西陇化工股份有限公司；氢氧化钠和碳酸钠，汕头市达濠精细化学品有限公司；月桂酸甲酯，阿拉丁试剂。

去离子水。

1.2催化剂制备的典型步骤60°C,在磁力搅拌器的剧烈搅拌下，将一定量的碳酸钠和氢氧化钠混合液100mL、硝酸镁和硝酸铝混合液100mL以并流 的方式滴入250mL圆底烧瓶中，滴加结束后，升温至80*€下反应，反应结束后，将其置于80°C的烘箱中老化。

老化后浆液冷却、减压抽滤、洗涤，接着在100°C烘箱中干燥。

最后在马弗炉中锻烧，形成-定的孔结构和晶粒度的镁铝复合金属氧化物催化剂。

1.3催化剂的表征1.3.1BET表征全自动比表面分析仪(ASAP2020C,美国麦克默瑞提克仪器公司)上进行测定，每次称量样品质量在0.2g左右。

样品脱气条件：升温速率10°C/min,90°C保持1h,然后温度继续升温达300°C保持2h,真空度低于10mmMg0样品分析条件：称量脱气后样品质量，输入到分析模块，在P/Po为0.05〜0.995之间选点(吸附阶段选20〜30个点，脱附阶段选15〜20个点)，在液氮温度下以氮气为吸附质进行比表面积的测定。

1.3.2DSC表征STA449F3型热重■差示分析仪，30匸至600°C,升温速度为20°C/min,保护气与吹扫气的流量设为50mL/min,Al2O3ffl 臥1.3.3XRD表征D/Max-IIIA衍射仪，CuKa靶，Ni滤波，温度为室温，管电压36kV,管电流20mA,扫描28角的范围为5〜80。

，扫描步长0.01,X射线波长0.15406nm o1.3.4红外表征Tensor27型红外光谱仪，扫描范围为4000〜400cm」。

I4放大实g佥在探索矗最佳反应条件下，进行5倍的放大反应，重复4次。

活化后的放大样品通过比表面分析仪进行BET分析。

1.5催化剂催化活性的评价在一定量的催化剂作用下，以月桂酸甲酯为起始剂，单位时间内加成环氧乙烷的质量即为催化剂的催化活性，gEO/gcat/mino高压釜中加入十二酸甲酯和适量自制镁铝复合金属氧化物，通过充氮气和抽真空等方法排除釜内空气和水。

与环氧乙烷的反应温度为180°C,压力为0.4Mpa。

CH j(CH2)|0COOCH3+n\。

/呷a CH3(CH2)|0CO(CH2CH2O)n OCH32结果与讨论2.1催化剂比表面积的影响因素2.1.1Al/Mg组成对比表面积的影响Na/Al+Mg比例为2.6＞反应时间为30min、老化时间为16 h、焙烧温度为500°C,改变原料配比，所得样品的BET测试结果如表1所示。

表1改变原料配比的比表面积分析Tab.l Effect of raw materials ratio on BETAl/Mg比表面积/(m2/g)0.7:188.510.6:1135.350.5:1172.590.4:1194.630.3:1161.43由表1可知，随着铝比例的减少，得到的镁铝复合金属氧化［收稿日期］2018-10-29［基金项目］惠州市大亚湾科技计划项目(20110114)：惠州市科技项目(2016X0419034)和(2016X0421036)［作者简介1陈鸿雁(1971-),女，重庆人，博士，主要研究方向为绿色化学。

*为通讯作者。

第46卷总第387期•19物的比表面积也随之增加。

在Al/Mg=0.4/l时其BET最大，为194.63m2/go M尹比A卩+电荷少且离子半径大，故随着Al/Mg中镁的增加，镁铝复合金属氧化物晶体的原子密度减少，原子间距离增加，使得原子间相互作用力减少，烘焙时容易分解形成多孔穴结构。

较高的比表面积说明其有较好的催化活性，由于固体催化剂作用是一种表面现象，催化活性与固体的比表面积的大小、表面活性中心的性质和单位表面积活性中心的数量有关，所以认为0.4:1是较佳原料配比。

2.1.2老化时间对比表面积的影响老化可除去一些杂质，且使晶粒长大，晶形完整。

一般而言，保证有足够长的老化时间，晶粒才能生长良好。

晶型结构良好、晶粒细小、机械强度大的催化剂催化活性比较高，因此老化时间相当重要。

Na/Al+Mg比例为2.6、原料配比为0.4：1、反应时间为30 min、焙烧温度为500°C,改变老化时间，所得样品的BET测试结果如表2所示。

表2改变老化时间的比表面积分析Tab.2Effect of aging time on BET老化时间/h比表面积/(m2/g)14168.9116194.6318187.0820190.01随着老化时间的增加，镁铝复合金属氧化物的比表面积增大，在达18h之后BET稍微有所减少，从节能的角度来讲16h 是一个比较理想的老化时间。

2.1.3反应时间对比表面积的影响Na/Al+Mg比例为2.6、原料配比为0.4：1、老化时间为16 h、焙烧温度为500°C,改变反应时间所得的样品的BET测试结果如表3o表3改变反应时间的比表面积分析Tab.3Effect of reaction time on BET反应时间/min 比表面积/(m2/g)10187.1320193.9830194.6340197.4150206.2460206.76由表3可以看出，随着反应时间的增加，镁铝复合金属氧化物的比表面积增加，但50min和60min的BET相差不大，从节能的角度选取50min为较佳反应时间。

2.1.4Na/Al+Mg组成对比表面积的影响原料配比为0.4:1、反应时间为50min.老化时间为16h、焙烧温度为500°C,改变碱的用量，所得样品进行BET测试，结果如表4所示。

在表中可以看出，Na/Al+Mg配比为2」和2.6相差不大，但在2.6之后，随着配比的增加，比表面积减小，所以认为最佳Na/Al+Mg比例为2.6o表4改变碱的用量的比表面积分析Tab.4Effect of the amount of alkali on BETNa/Al+Mg比表面积/(m“g)2」204.992.6206.243」190.053.6188.452.1.5焙烧温度对比表面积的影响Na/Al+Mg比例为2.6、原料配比为0.4：1、反应时间为50min、老化时间为16h,改变焙烧温度，所得样品进行BET测试，结果如表5所示。

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镁铝复合氧化物的制备与表征开题报告

镁铝复合氧化物的制备与表征开题报告

本科毕业设计（论文）开题报告题目：镁铝复合氧化物的制备与表征学生姓名：院（系）：化学化工学院专业班级：应用化学指导教师：完成时间：1.课题研究的意义随着世界大工业发展带来的能源短缺、环境污染等问题的加剧和人们环保意识的不断加强，发展环保、绿色的催化新工艺成为了一个研究的热门方向。

实验证实复合金属氧化物具有独特的结构、电磁性质和较高的氧化、还原催化活性，在新催化剂材料开发方面已得到高度重视，特别是在有机合成方面所表现出来的绿色环保性能，让世界各国的学者对其青睐有加。

层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和类水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（LDHs）。

LDHs 的层板由镁八面体和铝氧八面体组成。

所以，具有较强的碱性。

不同的LDHs的碱性强弱与组成中二价金属氢氧化物的碱性强弱基本一致，但由于它一般具有很小的比表面积(约5—20 m2/g)，表观碱性较小，其较强的碱性往往在其煅烧产物LDO中表现出来。

LDO一般具有较高的比表面积(约200—300m2/g)、三种强度不同的碱中心和不同的酸中心，其结构中间中心充分暴露，使其具有比LDH更强的碱性。

将催化活性物种插入水滑石层间，以水滑石为前体，通过焙烧可制备高分散复合金属氧化物型催化剂，一般具有过渡金属含量高活性位分布均匀晶粒小比表面积大可以抑制烧结良好的稳定性等特点，从而表现出优异的催化性能，在催化剂或催化剂载体等领域得到了广泛应用。

2.国内外的研究历史及现状2.1 国内外研究历史LDHs的发展已经历了一百多年的历史，但直到二十世纪六十年代才引起物理学家和化学家的极大兴趣。

1842年，Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。

后来又相继在挪威的Sunarum地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量的天然水滑石矿。

镁铝复合氧化物负载naalo2催化剂制备及其催化性能研究

镁铝复合氧化物负载naalo2催化剂制备及其催化性能研究

镁铝复合氧化物负载NaAlO 2催化剂制备及其催化性能研究喻文,傅送保(中海石油炼化有限责任公司,北京100029)摘要:以恒定pH 共沉淀法制备的镁铝水滑石为前驱体,NaAlO 2为活性组分,在一定温度下焙烧得到镁铝复合金属氧化物负载铝酸钠催化剂。

利用XRD、SEM、BET、CO 2-TPD、DSC-TG 等手段对催化剂进行表征,发现通过高温焙烧可实现铝酸钠在镁铝复合金属氧化物表面的稳定分散。

该催化剂可在温和反应条件下催化碳酸乙烯酯和甲醇酯交换反应合成碳酸二甲酯(DMC)和乙二醇(EG),表现出高催化活性及对产物的高选择性。

在醇酯物质的量比为10∶1、4h、65℃条件下,DMC 收率为74.8%,对DMC 和EG 的选择性均为100%。

循环实验过程中,催化剂表现出较好的稳定性,使用5次后催化活性未见明显下降。

该催化剂制备方法简单、成本低,催化剂易与产物分离,可多次重复使用,是一种低温高活性酯交换固体碱催化剂,具有一定的工业应用前景。

关键词:水滑石;镁铝复合氧化物;NaAlO 2;碳酸二甲酯;乙二醇中图分类号:TQ133.1文献标识码:A文章编号:1006-4990(2020)02-0078-06Synthesis of Mg-Al mixed metal oxide modified by NaAlO 2catalysts and its catalytic performanceYu Wen ,Fu Songbao(CNOOC Oil &Petrochemical Co.,Ltd.,Beijing 100029,China )Abstract :Mg-Al mixed metal oxide modified by NaAlO 2was prepared at a certain temperature with Mg-Al hydrotalcite that synthesized by constant pH co⁃precipitation method as precursor and sodium aluminate as the active component.The charac⁃terization of XRD ,SEM ,BET ,CO 2-TPD and DSC-TG for the catalysts was carried out.It was found that the sodium aluminate prepared at high temperature was dispersed on the metal oxides stably.The catalyst can catalyze the transesterification of ethylene carbonate and methanol to synthesize dimethyl carbonate (DMC )and ethylene glycol (EG )under mild reaction con⁃ditions ,showing high catalytic activity and high selectivity to the product.Under the conditions as follows :the amount⁃of⁃substance ratio of methanol to EC was 10∶1,4h and 65℃,then the DMC yield was 74.8%,and the selectivity on DMC and EG both reached 100%.During the cycling experiment ,the catalyst showed good stability and no obviously decrease of catalytic activity was observed after reused for five times.The preparation method of the catalyst is simple and cheap.The catalyst is easy to separated from the product and could be reused.It is an efficient transesterification catalyst for synthesis ofdimethyl carbonate and glycol ,which showing prospective in industrial applications.Key words :hydrotalcite ;magnesium⁃aluminum mixed metal oxide;sodium aluminate;dimethyl carbonate;ethylene glycol碳酸二甲酯(dimethyl carbonate,DMC)是一类符合现代“清洁工艺”要求的环保型有机化工原料,由于具有低毒性、高溶解性、优异的环保性能和良好的反应性能,广泛应用于羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯(PC)的原料、涂料溶剂以及锂电池电解液等快速发展行业,具有广阔市场,是当今化工领域热门的“绿色”化工产品。

一种磁性镁铝复合氧化物及其制备方法和应用[发明专利]

一种磁性镁铝复合氧化物及其制备方法和应用[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810828668.3(22)申请日 2018.07.25(71)申请人 青海师范大学地址 810000 青海省西宁市五四西路38号(72)发明人 陈元涛　张炜　马文清　赵威　许成　刘蓉　韩臻　胡广壮　(74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569代理人 刘奇(51)Int.Cl.B01J 20/08(2006.01)B01J 20/04(2006.01)B01J 20/28(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C02F 1/28(2006.01)(54)发明名称一种磁性镁铝复合氧化物及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种磁性镁铝复合氧化物的制备方法，该方法能够保留Fe 3O 4颗粒的球状结构和镁铝类水滑石的层状结构，制得的磁性镁铝复合氧化物具有较大的比表面积(196.238m 2·g -1)、结构记忆效应、易于分离等特性；将本发明制得的磁性镁铝复合氧化物作为除砷吸附剂，吸附容量高(98.04mg ·g -1)，且该除砷吸附剂吸附效果受pH值影响小，在广泛的pH值(4～9)范围内具有稳定的除砷效果；本发明制得的除砷吸附剂吸附As(V)后可采用磁场进行固液分离，实现其回收再利用。

权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 108889266 A 2018.11.27C N 108889266A1.一种磁性镁铝复合氧化物的制备方法，包括以下步骤：将可溶性镁盐、可溶性铝盐与水混合，得到混合盐溶液；将Na 2CO 3、NaOH和水混合，得到混合碱溶液；将所述混合盐溶液和混合碱溶液滴入Fe 3O 4悬浮液中，进行共沉淀反应，得到磁性镁铝类水滑石；将所述磁性镁铝类水滑石进行煅烧，得到磁性镁铝复合氧化物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合盐溶液中镁离子和铝离子的摩尔比为5:1。

一种高活性氧化镁的制备方法[发明专利]

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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610451643.7(22)申请日 2016.06.21(71)申请人 太仓市东明化工有限公司地址 215423 江苏省苏州市太仓市金浪镇红星村(72)发明人 孙云　(74)专利代理机构 北京瑞思知识产权代理事务所(普通合伙) 11341代理人 张建生(51)Int.Cl.C01F 5/08(2006.01)(54)发明名称一种高活性氧化镁的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高活性氧化镁的制备方法，以水镁石为原料，包括如下步骤：（1）低温预烧；（2）球磨；（3）煅烧。

所得产品中和柠檬酸的时间为45.2s，其纯度为98.8%。

本发明一种高活性氧化镁的制备方法，操作简便，容易实现，其通过在煅烧前的低温预烧、球磨处理及短时间快速高温煅烧分解，一方面有效缩短水镁石的分解时间，另一方面降低了晶粒的致密度，有效提高了活性氧化镁的活性；所得产品的活性高，纯度好。

权利要求书1页 说明书2页CN 106082289 A 2016.11.09C N 106082289A1.一种高活性氧化镁的制备方法，其特征在于，以水镁石为原料，包括如下步骤：（1）低温预烧：将水镁石置于预热温度为300～350℃的敞口刚玉坩埚内，恒温条件下预烧一段时间；（2）球磨：将步骤（1）中低温预烧后的水镁石用球磨罐研磨至一定目数；（3）煅烧：将步骤（2）中球磨后的水磨石置入预热温度为580～610℃的敞口刚玉坩埚内，恒温煅烧一段时间，置于干燥器中冷至室温。

2.根据权利要求1所述的高活性氧化镁的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述预烧时间为30～40min。

3.根据权利要求1所述的高活性氧化镁的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述目数为250～300目。

4.根据权利要求1所述的高活性氧化镁的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述煅烧时间为5～10min。