[發明專利]一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法

無效

• 申請號: 200810054838.3
• 申請日: 2008-04-15
• 公開（公告）號: CN101264892A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 孫予罕;高戀;徐耀
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C01B33/18
• 分類號: C01B33/18
• 代理公司: 山西五維專利事務所（有限公司）
• 代理人: 李毅

技術領域

本發明屬于一種介孔材料的制備方法，具體地說是一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法。

背景技術

近年來，介孔材料引起了催化、材料和生物等領域科學工作者的廣泛關注。這類材料孔徑介于2～50nm之間，比表面積大，穩定性好，具有表面滲透能力等特點，在新型催化材料的開發領域顯示出巨大而潛在的工業應用前景。目前，比較常見的介孔材料如MCM-41、SBA-15、MCM-48和MSU等均為單一孔道，研究結果表明，它們可以解決分子擇形催化的問題，但在催化過程中反應物和產物分子在催化劑孔道和表面的擴散往往成為催化反應的控制步驟，因此催化劑載體制備過程中需要兩級或多級孔的載體。目前介孔空心球材料也因為其良好的性能在藥物釋放、人造細胞、電學元件、填料、分離材料、涂料以及聲學隔音材料受到廣泛關注。王小鐘等在弱堿性體系中合成了一種具有高孔隙率、大孔體積和雙介孔孔分布特征的新型二氧化硅分子篩材料，但其二級孔為堆積孔道，而且球體并非中空；Anil等以PS小球為模板制備了中空硅球，但球體不具備雙孔介孔結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法。

本發明是以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，在水熱條件下合成雙孔道介孔氧化硅空心球的方法，其具體步驟如下：

將十六烷基三甲基溴化銨和水按六烷基三甲基溴化銨和水的摩爾比為1∶100～1∶50000混合，在30～60℃下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，按硅源與表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1∶1～1∶5700加入硅源繼續攪拌，并維持在30～60℃，然后按十六烷基三甲基溴化銨與酯類的摩爾比為1∶1～1∶300加入酯類，在20～60℃下靜置1～48h，接著在80～160℃下老化10～48h，過濾，對濾渣使用水和乙醇反復潤洗3～5次，在20～60℃下干燥10～48h，在450～600℃下焙燒4～10h，得到雙孔道介孔氧化硅空心球。

本發明中所采用的硅源可以為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或硅酸鈉。

本發明中所采用的酯類為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯。

本發明與現有技術相比具體如下優點：

(一)本發明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料具有雙孔結構，兩種孔道孔徑分布均在介孔區域內。較小孔孔徑在1～3nm之間，較大孔孔徑在20～60nm之間。

(二)本發明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料球體直徑范圍可以在0.5～4μ之間。

(三)本發明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料球體壁厚范圍可以在50～500nm之間。

(四)本發明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料具有空腔，空腔直徑范圍可以在0.5～3μ之間。

(五)本發明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料孔容范圍可以在1.0～2.0cm³·g^-1之間，比表面范圍可以在500～700m²·g^-1之間。

具體實施方式

實施例1

將5g十六烷基三甲基溴化銨和200mL水混合后，使用磁力攪拌器于30℃下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入5mL正硅酸乙酯并維持在60℃下攪拌5h，直到溶液澄清后，加入50mL乙酸丁酯，攪拌均勻，在60℃下靜置48h；所得產物在100℃下老化48h，對產物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗3次，在室溫下干燥48h，并將產物置于馬弗爐內600℃空氣氣氛下焙燒10h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數見表1。

實施例2

將30g十六烷基三甲基溴化銨和800mL水混合后，使用磁力攪拌器于40℃下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入30g硅酸鈉并維持在60℃下攪拌10h，直到硅酸鈉溶解完全后，加入100mL甲酸甲酯，攪拌均勻，在60℃下靜置10h；所得產物在95℃下老化36h，對產物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗4次，在室溫下干燥10h，并將產物置于馬弗爐內600℃空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數見表1。

實施例3