[發(fā)明專利]一種中空的介孔分子篩大球及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810054676.3
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101298335A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李瑞豐;梁棟;于峰;馬靜紅;王琰;杜雄偉
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: C01B39/04
• 分類號: C01B39/04
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司
• 代理人: 龐建英

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種中空的介孔分子篩大球及其制備方法，屬于無機(jī)分子篩材料領(lǐng)域，具體涉及一種中空的介孔分子篩SBA-15大球及其制備方法。

二、背景技術(shù)

材料的實際應(yīng)用與它存在的形體之間有著密切的聯(lián)系，目前介孔分子篩的一個發(fā)展方向就是形貌合成(研究各種形體包括薄膜、纖維、微球、球塊等的合成)，尤其是用于漿態(tài)床催化反應(yīng)或者色譜分離等時，需要使用一定尺寸的球形分子篩。SBA-15是一種很重要的介孔分子篩，它的水熱穩(wěn)定性較傳統(tǒng)MCM系列較好，趙東元等人[D.Y.Zhao，J.Sun，Q.Z.Li，G.D.Stucky?Chem.Mater.2000，12，275]已經(jīng)開發(fā)出尺寸在數(shù)微米左右的純硅SBA-15，牟中原等人[C.P.Kao，H.P.Lin，C.Y.Mou.J.Phys.Chem.Solids.2001，62，1555-1559]以P123為模板劑在強(qiáng)酸性條件下以正硅酸乙酯為硅源，合成了直徑為1厘米的SBA-15大球。當(dāng)前文獻(xiàn)報道中尚無毫米級的SBA-15微球報道，而這一范圍正是非常適合漿態(tài)床反應(yīng)或色譜分離等應(yīng)用。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一種中空的介孔分子篩大球及其制備方法的目的在于，合成出滿足上述需要的新的介孔材料，提出一種中空的介孔分子篩SBA-15大球及其合成方法，拓廣SBA-15在實際中的應(yīng)用前景。

本發(fā)明一種中空的介孔分子篩大球的制備方法，其特征在于，以正硅酸丁酯為硅源，強(qiáng)酸性條件下，以三嵌段共聚物P123為模板劑，引入乳化劑和離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑，合成一種中空的介孔分子篩SBA-15大球的方法，所述的方法按下列順序步驟進(jìn)行：

I.在40-45℃下將三嵌段共聚物P123溶于鹽酸溶液，補(bǔ)加乳化劑OP-10和氯化鉀至溶解，并滴加正硅酸丁酯，形成油狀微球懸浮液，然后升溫到50-55℃，攪拌2.5-3小時，于35-40℃靜置陳化22-26h，此時反應(yīng)組分的質(zhì)量配比為(0.9-1.2)P123∶(3.2-4.8)TBOS∶(0.10-0.30)乳化劑OP-10∶(0.2-0.5)KCl∶(1.4-2.1)HCl∶(20-30)H₂O；

II.將上述懸浮液沉降，裝入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中于95℃-105℃下晶化46-48h，然后冷卻、洗滌、抽濾，室溫下干燥22-26h，將制得的樣品于500-600℃焙燒5-6h，即得介孔SBA-15大球，其直徑在0.1～2mm，并且球體內(nèi)部充滿了直徑在1～3μm的空隙結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明一種中空的介孔分子篩大球及其制備方法的優(yōu)點在于：發(fā)明者在前人基礎(chǔ)上進(jìn)行新的嘗試，成功地以正硅酸丁酯代替正硅酸乙酯為硅源，引入乳化劑、離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)劑與P123模板劑協(xié)同作用，合成了一種新的直徑在0.1～2mm的介孔分子篩SBA-15大球，球體內(nèi)部充滿了很多直徑在1～3μm的空隙結(jié)構(gòu)，該材料在吸附、催化和分離方面具有很重要的研究和應(yīng)用價值。

四、附圖說明

圖1：所得介孔SBA-15大球的數(shù)碼照片

圖2：所得介孔SBA-15大球的掃描電鏡照片

五、具體實施方式

實施方式1

在45℃將0.9g三嵌段共聚物P123溶于20ml?2mol/L鹽酸溶液中，補(bǔ)加0.1ml乳化劑OP-10和0.2g氯化鉀至溶解，滴加正硅酸丁酯，形成油狀微球懸浮液，然后升溫到55℃加速硅酸酯水解，繼續(xù)攪拌3h，此時硅源已經(jīng)組裝成膠體粒子并沉降，在35℃下靜置陳化26h，此時反應(yīng)組分的質(zhì)量配比為0.9P123∶3.2TBOS∶0.1乳化劑OP-10∶0.2KCl∶1.4HCl∶20H₂O；

將已發(fā)生沉降的混合溶液裝入100ml不銹鋼反應(yīng)釜(聚四氟乙烯內(nèi)襯)中，于100℃中晶化48h，取出反應(yīng)釜冷卻、洗滌、抽濾，在室溫下干燥26h；

將干燥后的樣品于500℃焙燒6h，升溫速率2k/min，即得到最終產(chǎn)品。

實施方式2

在45℃將1g三嵌段共聚物P123溶于20ml?2mol/L鹽酸溶液中，補(bǔ)加0.3ml乳化劑OP-10和0.3g氯化鉀至溶解，滴加正硅酸丁酯，形成油狀微球懸浮，然后升溫到55℃加速硅酸酯水解，繼續(xù)攪拌3h，此時硅源已經(jīng)組裝成膠體粒子并沉降，在40℃下靜置陳化24h，此時反應(yīng)組分的質(zhì)量配比為1P123∶4.8TBOS∶0.3乳化劑OP-10∶0.3KCl∶1.4HCl∶20H₂O；

將已發(fā)生沉降的混合溶液裝入100ml不銹鋼反應(yīng)釜(聚四氟乙烯內(nèi)襯)中，于100℃中晶化46h，取出反應(yīng)釜冷卻、洗滌、抽濾，在室溫下干燥22h；