[發明專利]一種磷酸鎳鈷微孔材料的微波合成方法

無效

• 申請號: 200810035038.7
• 申請日: 2008-03-24
• 公開（公告）號: CN101249969A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 解麗麗
• 申請（專利權）人: 上海第二工業大學
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;C01B37/06
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種磷酸鎳鈷微孔材料的微波合成方法，屬于分子篩材料領域。

背景技術

微波水熱法已被廣泛用于各類硅鋁、磷鋁分子篩的合成(G.A.Tompsett，W.C.Conner，K.S.Yngvesson，ChemPhysChem?7：296(2006)；中國專利ZL?99107790.3)，如A型、Y型、L型、Beta、ZSM-5等沸石和AlPO₄-5、SAPO-5、SAPO-34、AlPO₄-11等磷鋁分子篩。金屬磷酸鹽MeAPO/MeAPSO是通過在合成過程中將金屬離子引入磷酸鹽分子篩骨架中而形成的新型分子篩，這類分子篩也可以通過微波水熱法合成，如MgAPO-5、CoAPO-44/CoAPSO-44、CoAPO-5、VAPSO-44、VAPSO-5、MnAPO-5、MnAPO-44等。通過微波加熱合成，使硅鋁分子篩硅鋁比變化范圍更寬；被引入到沸石或介孔分子篩中的金屬量增加，包括骨架取代的金屬量和嫁接到表面或組裝在沸石納米孔中的金屬量。除此之外，微波加熱可加快成核過程，更有利于納米微孔材料的制備，產物顆粒尺寸分布更窄，顆粒均勻，粒度小，所用時間短(中國專利200510016885.5)。

具有24員環孔道結構的微孔磷酸鎳材料(記為VSB-1)的合成是在1999年報道的，其孔徑大約1nm，具有離子交換、吸附、催化及儲氫等性質(A.K.Cheetham、G.Ferey、高秋明等人，C.R.Acad.Sci.Paris?II，C?2：387(1999)；Chem.Commun.859(2001)；J.Am.Chem.Soc.125：1309(2003))，還可以作為載體材料在其孔道中進行納米TiO2的組裝，制成用于含苯酚廢水處理的光催化劑TiO₂/VSB-1復合材料(中國專利200410089201.X)。通過對VSB-1進行骨架Co摻雜，可以得到鈷含量最大為52mol％的CoVSB-1磷酸鎳鈷微孔材料(中國專利ZL200410025030.4)。CoVSB-1具有與VSB-1不同的新穎催化和吸附性質(解麗麗，高秋明等人，Micropor.Mesopor.Mater.86：323(2005)；Studies?in?Surface?Science?and?Catalysis?170B：1338(2007))。目前采用的磷酸鎳鈷微孔材料合成方法為傳統水熱合成。該方法缺點在于加熱不均勻，會導致產物晶粒大小的不均一；合成所需時間較長，最短需要2小時。

發明內容

本發明公開了一種磷酸鎳鈷微孔材料的微波合成方法，其目的在于克服傳統水熱合成方法存在的加熱不均勻，導致產物粒徑大小不均一，合成所需時間較長等缺點。本發明的微波合成方法與傳統水熱合成法相比，不但微波加熱速度快且均勻，顯著縮短合成時間提高產率，而且使產物在尺寸和組成上更均勻。

一種磷酸鎳鈷微孔材料的微波合成方法，其特征在于：將鎳源物質、鈷源物質、磷源物質、模板劑、礦化劑和水按氧化物分子比配制后，先將鎳源和鈷源溶于水中，攪拌下加入磷源，之后再加入模板劑和礦化劑，繼續攪拌均勻后，將反應溶液移入微波合成反應器中，在130～180攝氏度下分步輻照3～360分鐘后，離心分離、洗滌、冷凍干燥得到磷酸鎳鈷CoVSB-1材料；微波的頻率為2450兆赫，功率400～1000瓦；微波爐加熱采用控溫模式，設定好晶化溫度后，先用1000瓦微波輻照1分鐘，然后采用400瓦微波輻照。

所述的微波合成反應器為微波消解罐。

本發明合成原料包括：鎳的無機鹽為鎳源(優選氯化鎳)，鈷的無機鹽為鈷源(優選氯化鈷)，乙二胺為模板劑，正磷酸為磷源，氫氟酸為礦化劑。

將鎳源物質、鈷源物質、磷源物質、模板劑、礦化劑和水按氧化物分子比xCoO∶(5-x)NiO∶200H₂O∶(4～4.5)P₂O₅∶(5～6)HF∶(4～5)H₂NCH₂CH₂NH₂配置，其中x＝0.5～2.5。