【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化剂载体领域，具体涉及纳米晶聚集体无机材料及其制备方法。
技术介绍
1、化石能源在我国一次能源消费中的比重较高，二氧化碳作为石油、煤炭的终态燃烧产物，排放压力巨大。除节能减排外，发展二氧化碳的捕集封存及转化利用技术是降低碳排放的有效途径之一。以太阳能、风能为主的清洁能源近年来发展迅速，但由于时空不均衡带来的波动性影响其大规模取代化石能源。为解决新能源发电的波动性，必须发展有效的储能技术。以新能源发电电解水制氢，与二氧化碳加氢催化转化合成燃料和化学品，不仅可以实现二氧化碳的减排与资源化利用，而且可以通过电能向化学能的转化解决新能源的储能问题。
2、二氧化碳加氢合成燃料及化学品有多种途径。二氧化碳加氢可以催化转化为甲醇、甲烷、烯烃、芳烃和汽油。各种途径的经济性和能量效率与产品选择性密切相关。二氧化碳与氢气反应发生的逆水汽变换过程(co2+h2＝co+h2o)是二氧化碳加氢制燃料及化学品的主要副反应，严重影响目标产物的选择性，且一氧化碳的分离会增加操作成本，影响过程的经济性。
3、通常情况下，二氧化碳加氢制燃料及化学品的过程是气固异相催化反应，催化剂为负载型金属催化剂。催化剂载体一般为氧化铝、氧化硅、镁铝尖晶石等氧化物，在co2与h2存在的体系，不可避免的发生逆水汽变换反应。
4、目前并没有可抑制co2加氢制燃料及化学品过程中逆水汽变换能力的催化剂载体。
技术实现思路
1、本专利技术的第一个目的在于提供一种纳米晶聚集体无机材料，该纳米晶
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种前述纳米晶聚集体无机材料的制备方法，该制备方法方法简单，容易操作。
3、为实现本专利技术的第一个目的，采用以下的技术方案：
4、一种纳米晶聚集体无机材料，所述纳米晶聚集体无机材料为球状纳米晶聚集体，由纳米级片层状晶体构成；所述纳米晶聚集体无机材料的组成包括si、al和p的氧化物。
5、本专利技术的纳米晶聚集体无机材料中，si、al和p的氧化物分别是指硅氧四面体(sio4)、铝氧多面体(alo4、alo5、alo6)、磷氧四面体(po4)，但是在计算其含量时，一般按照sio2、al2o3、p2o5来计算。
6、本专利技术的纳米晶聚集体无机材料，能够明显抑制逆水汽变换副反应，可作为负载型催化剂的载体用于co2加氢制燃料及化学品过程中所用催化剂中，从而有效抑制co2加氢制燃料及化学品过程中的逆水汽变换副反应，有助于降低co2加氢制燃料及化学品过程中co的选择性，提高经济性和能量转化效率。
7、在一种实施方式中，所述球状纳米晶聚集体的尺寸为10-30μm，比如12μm、14μm、15μm、16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、25μm、26μm和28μm。
8、在一种实施方式中，所述纳米级片层状晶体的厚度为50-100nm，比如55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm和95nm。
9、在一种实施方式中，所述纳米晶聚集体无机材料中，si的含量按照sio2计为10-15wt％，比如11wt％、12wt％、13wt％和14wt％；al的含量按照al2o3计为40-50wt％，比如41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％和50wt％；p的含量按照p2o5计为40-50wt％，比如41wt％、42wt％、43wt％、44wt％、45wt％、46wt％、47wt％、48wt％、49wt％和50wt％。
10、在一种实施方式中，所述纳米晶聚集体无机材料的比表面积为50-70m2/g，比如52m2/g、54m2/g、56m2/g、58m2/g、60m2/g、62m2/g、64m2/g、66m2/g和68m2/g。
11、为实现本专利技术的第二个目的，采用以下的技术方案：
12、一种前述纳米晶聚集体无机材料的制备方法，采用水热合成法，包括以下步骤：
13、(1)将铝原料、磷原料、硅原料和模板剂混合；
14、(2)将步骤(1)所得混合物料进行晶化处理；
15、(3)对步骤(2)所得晶体进行洗涤和干燥；
16、(4)对步骤(3)所得晶体进行焙烧，获得所述纳米晶聚集体无机材料。
17、本领域技术人员理解，在实验过程中，晶化反应一般在压力容弹中进行，压力容弹也称为实验用反应釜，是用于溶解难溶物质的密闭容器。在进行步骤(2)的晶化反应时，可将压力容弹置于均相反应器中进行。
18、本专利技术的制备方法，方法简单，容易操作。
19、本领域技术人员理解，步骤(1)中，所述混合是在容器中混合。
20、本领域技术人员理解，步骤(1)中，所述混合是指充分混合均匀，比如混合0.5-5.5h，比如1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h和5h。所述混合优选是在搅拌下进行。
21、为了提高合成效果，在一种实施方式中，步骤(1)中，所述铝原料、所述磷原料和所述硅原料的摩尔比为1:(1.1-1.4):(0.1-0.12)，比如1:(1.1、1.2、1.3或1.4):(0.1、0.11或0.12)。
22、为了提高合成效果，在一种实施方式中，步骤(1)中，所述铝原料与所述模板剂的摩尔比为1:(0.575-0.825)，比如1:0.6、1:0.625、1:0.65、1:0.675、1:0.7、1:0.725、1:0.75、1:0.775和1:0.8。
23、本领域技术人员理解，步骤(1)中还需加入水，比如去离子水，比如在加入所述铝原料后，向所述铝原料中加入水进行混合，然后再加入所述磷原料、所述硅原料、所述模板剂进行混合。为了提高合成效果，在一种实施方式中，步骤(1)中，所述铝原料与水的摩尔比为1:(20-35)，比如1:22、1:24、1:26、1:28、1:30、1:32和1:34。
24、在一种实施方式中，步骤(1)中，所述铝原料为拟薄水铝石。
25、拟薄水铝石，又名一水合氧化铝、假一水软铝石，晶相纯度高、胶溶性能好，粘结性强，具有比表面高、孔容大等特点。本申请专利技术人经研究发现，所述铝原料为拟薄水铝石时，能够合成合格的纳米晶聚集体无机材料，且所得纳米晶聚集体无机材料的抑制逆水汽变换反应能力强，能够有效抑制逆水汽变换反应。
26、为了提高合成效果，在一种实施方式中，步骤(1)中，所述磷原料为磷酸与磷酸二氢铵的混合物，优选磷酸与磷酸二氢铵的质量比为(3-5):1，比如3.5:1、4:1和4.5:1。
27、本申请专利技术人经研究发现，所述磷原料为磷酸与磷酸二氢铵的混合物时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米晶聚集体无机材料为球状纳米晶聚集体，由纳米级片层状晶体构成；所述纳米晶聚集体无机材料的组成包括Si、Al和P的氧化物。
2.根据权利要求1所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述球状纳米晶聚集体的尺寸为10-30μm。
3.根据权利要求1或2所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米级片层状晶体的厚度为50-100nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米晶聚集体无机材料中，Si的含量按照SiO2计为10-15wt％、Al的含量按照Al2O3计为40-50wt％、P的含量按照P2O5计为40-50wt％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米晶聚集体无机材料的比表面积为50-70m2/g。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述纳米晶聚集体无机材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法采用水热合成法，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米晶聚集体无机材料为球状纳米晶聚集体，由纳米级片层状晶体构成；所述纳米晶聚集体无机材料的组成包括si、al和p的氧化物。
2.根据权利要求1所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述球状纳米晶聚集体的尺寸为10-30μm。
3.根据权利要求1或2所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米级片层状晶体的厚度为50-100nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的纳米晶聚集体无机材料，其特征在于，所述纳米晶聚集体无机材料中，si的含量按照sio2计为10-15wt％、al的含量按照al2o3计为40-50wt％、p的含量按照p2o5计为40-50wt％。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：田大勇，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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