[發明專利]在離子液體中合成納米HMS介孔分子篩的方法

有效

• 申請號: 200810034088.3
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101269818A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 劉紅;胡宏玖;李浩;何世強
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種HMS介孔分子篩的制備方法，特別是一種在離子液體[BMIM][BF₄](1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽)中合成納米HMS介孔分子篩的方法。

背景技術

自20世紀90年代以來，以表面活性劑為模板劑合成MCM-41、MCM-48、HMS、MSU等介孔分子篩的研究十分活躍。介孔分子篩因具有均一規則的孔道結構、高的比表面積、大的吸附容量以及高的熱穩定性，在大分子有機物的催化、吸附與分離等方面展示出了廣闊的應用前景。與以靜電作用為主合成的MCM-41等介孔分子篩相比，以氫鍵作用為主合成的HMS介孔分子篩具有合成條件溫和、更厚的孔壁和更高的水熱穩定性。

納米分子篩因具有較大的外比表面積和較高的晶內擴散速率，在提高催化劑的利用率、提高反應選擇性以及降低催化劑結焦失活等方面均顯示出優越的性能，因此，納米分子篩的合成已成為分子篩領域的一個熱點方向之一。常規方法合成的分子篩一般具有大于1μm的晶粒尺寸，而晶粒度小于0.1μm的分子篩則較難合成。盡管目前通過改變水熱合成的工藝條件、在合成過程中添加晶種、電介質、有機溶劑或表面活性劑、采用微波加熱以及限定空間合成能在一定程度上減小分子篩晶粒的尺寸，但仍不能合成出令人滿意的納米分子篩，而且上述有些方法尚存在一些不足。至今為止對納米微孔分子篩的合成研究較多，對納米介孔分子篩的合成研究很少，關于納米HMS介孔分子篩的合成尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在離子液體中合成納米HMS介孔分子篩的方法。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種在離子液體中合成納米HMS介孔分子篩的方法，其特征在于該方法的具體操作步驟如下：

a、將模板劑、水、乙醇(EtOH)和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽混合攪拌5～60min，再在攪拌下滴加硅源，即得反應前驅體膠液；其中各原料的摩爾比為硅源∶模板劑∶乙醇∶水∶離子液體＝1∶0.1～0.5∶4～12∶4～100∶0.5～2.5；

b、將步驟a所得前驅體膠液繼續攪拌反應12～36小時，即得溶膠凝膠化反應產物；

c、將步驟b所得溶膠凝膠化反應產物過濾或離心分離，水洗，并于50℃干燥24h，最后于500～650℃空氣中焙燒4～10h，去除模板劑和離子液體，即得到納米HMS介孔分子篩。

上述的硅源為有機硅酸酯類化合物。

上述的有機硅酸酯類化合物為：正硅酸甲酯TMOS或正硅酸乙酯TEOS。

上述的模板劑為烷基伯胺。

上述的烷基伯胺為：十烷基胺DA、十二胺DDA或十六胺HAD。

與現有技術相比，本發明方法具有如下顯而易見的突出特點和顯著進步：

1.由于離子液體是不揮發的綠色優良溶劑，因此該方法是綠色環保的，可以避免環境污染。

2.制備工藝簡單。

3.本發明方法制備的納米分子篩顆粒均勻，不團聚。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所制得的納米HMS介孔分子篩的XRD圖譜。

圖2為為本發明實施例1所制得的納米HMS介孔分子篩的孔徑分布曲線。

圖3為本發明實施例1所制得的納米HMS介孔分子篩的SEM圖。

圖4為本發明實施例2所制得的納米HMS介孔分子篩的孔徑分布曲線。

圖5為本發明對比例所制得的HMS介孔分子篩的SEM圖。

具體實施方式

實施例1：將2.4023g?DDA與57.6ml去離子水、18.2ml乙醇和10.8g[BMIM][BF₄]混合，室溫下攪拌30min，再在攪拌下滴加10g?TEOS。原料液的摩爾比為TEOS∶DDA∶EtOH∶H₂O∶[BMIM][BF₄]＝1.0∶0.27∶6.5∶66.7∶1.0。在室溫下繼續反應18h后，進行抽濾，水洗，于50℃下干燥24h，最后于550℃下焙燒6h去除模板劑和離子液體，即得到HMS介孔分子篩。分析結果表明，樣品具有典型的HMS介孔結構，參見圖1和2，所合成的分子篩為球形顆粒，直徑約60～100nm，顆粒大小均勻、不團聚，參見圖3，本實施例所合成的HMS介孔分子篩的物理性質見表1。