微波法合成乙二醇插层镍铝层状双金属氢氧化物.pdf

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1、第33卷第1期应用化学Vol_33Iss．12016年1月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYJan．2016微波法合成乙二醇插层镍铝层状双金属氢氧化物郭科段巍卓王晓东吴雁王豪(西南石油大学化学化工学院成都610500)摘要乙二醇(EG)插层层状双金属氢氧化物(LDH)可作为层问催化反应器，用于原油中环烷酸与EG的酯化脱酸反应，但其合成过程需要较长时间。以硝酸根型镍铝LDH为前体，在KOH促进下，采用微波辅助的离子交换法合成EG插层LDH，省时节能，提高效率。考察了微波时间、微波温度和微

2、波功率对EG插层LDH结构的影响。并用XRD、FT—IR和TG—DSC等比较了微波法和常规方法合成的EG插层LDH的性质。结果表明，微波辐射能提供高能量，促进待交换阴离子向层问的扩散，并减弱层板与层间原有阴离子间的作用力，在微波温度为120oC，微波时间为10min和微波功率550W的条件下，即可得到结晶度高的EG插层LDH。微波法合成的EG插层LDH与常规方法合成的具有相似的性质和更高的结晶度，而合成时间可由12h大幅缩短至10min。关键词微波；乙二醇插层；层状双金属氢氧化物中图分类号：0611．4文献标识码：

3、A文章编号：1000-0518(2016)01-0084-08DOI：10．11944／j．issn．1000-0518．2016．01．150149层状双金属氢氧化物(1ayereddoublehydroxides，LDHs)是一种具有“三明治”结构的阴离子粘土，其通式为[M】lI一Mx(OH)](A)·mH：O，由于其灵活的结构可调控性，广泛用于吸附、催化、医药等领域。LDHs常用合成的方法有水热合成法、离子交换法、共沉淀法等，这些方法通常需要较长的合成或晶化时间。微波辐射凭借其快速加热的特点，可以在短时间内提

4、高晶体的结晶度，因此成为比传统晶化更省时节能的技术，广泛应用于晶体合成4。。近年来，研究者们将微波辅助技术用于合成LDHs。例如，钟琼等采用微波共沉淀法合成MgA1．SOLDH，比常规共沉淀法合成的LDH具有更高的结晶度。陈春霞等分别用微波法和水热法合成CuA1NiFeCo．CO五元LDH，发现微波70℃晶化10min，即可合成高结晶度的LDH，而常规水热法需要晶化15h。微波不仅可加速LDH的晶化，也可加速离子交换过程。杜以波等以MgA1．NOLDH为前体，微波辅助离子交换合成1，5一萘二磺酸柱撑LDH，与70℃

5、常规离子交换法相比，微波作用只需10min即可获得比离子交换4d更好的效果。陈有梅使用微波辅助离子交换法合成丹参素插层LDH，与常规离子交换法相比，合成时间由4h缩短至20min，并且交换更完全。贺鹤呜等分别使用微波辅助和常规离子交换法合成了磷钼酸插层LDH，微波法仅需10min，而常规离子交换需12h，且微波法得到的样品晶型更为规整。研究表明，LDHs层板金属对环烷酸和乙二醇(EG)的酯化反应具有催化作用，可用作原油或馏分油酯化脱酸催化剂。。然而，EG的高粘度导致严重的扩散限制，降低催化效率。因此，设想将EG预先

6、固定在LDHs层间，构建层间催化反应器，从而促进环烷酸和EG的酯化反应。此方法的关键在于高效合成EG插层LDHs。文献中关于合成EG插层LDHs的报道较少，且需要苛刻的条件，一般通过离子交换法将前体在EG蒸汽中处理30h或者在EG液体中处理120h。在前期研究中，我们利用醇盐。或KOH¨的强夺质子能力，通过离子交换法，在较缓和的条件下成功制备了EG插层的MgA1．和NiA1．LDHs，与文献相比，合成时间从120h大幅缩短至12h。这种LDHs作为层间催化酯化反应器，表现出比常规LDHs更高的催化效率¨。2015-

7、04-27收稿，2015-09—14修回，2015—10-21接受国家自然科学基金资助项目(21506176)；国家大学生创新创业训练计划项目(201410615005)通讯联系人：王豪，副教授；TeL／Fax：028—83032148；E-mail：swpuwanghao1216@sina．tom；研究方向：石油加工催化技术第1期郭科等：微波法合成乙二醇插层镍铝层状双金属氢氧化物为进一步提高EG插层LDHs的合成效率，大幅缩短合成时间，本文拟采用微波辅助的离子交换法合成EG插层NiA1一LDH，并研究微波条件对E

8、G插层LDH晶体结构的影响，这方面的研究尚未见报道。进一步通过XRD、FF-IR和TG-DSC表征，比较该法与常规离子交换法合成的LDH的结构性质。1实验部分1．1仪器和试剂XPertPro型x射线衍射仪(XRD，荷兰PANalytical公司)，Cu靶，Ka辐射源，管电压40kV，管电流40mA，步长0．02。，每步停留时间12s，扫描范围5。～70。。以