[發明專利]超聲萃取回收SBA-15中有機模板劑P123

無效

• 申請號: 201210505939.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103845921A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 金君素;曹立;蘇廣訓
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;B01J19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超聲萃取回收SBA-15中有機模板劑P123的方法，屬于化工分離技術領域。?

背景技術

SBA-15分子篩是SBA分子篩系列中研究最為廣泛的一類，尤其是近些年隨著煉油工業的不斷發展，石油深加工對于催化劑的要求越來越高，SBA-15分子篩受到眾多科學家的關注，成為研究熱點。SBA-15(SBA代表University?of?California，Santa?Barbara)是一類由Stucky?G?D等科學家在強酸性條件下，利用一種非離子表面活性劑(聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚三嵌段共聚物，PEO-PPO-PEO，簡稱P123)作為模板劑合成的介孔硅基分子篩，具有高度有序的六邊形直孔結構，其孔徑可以在5～50nm范圍內變化，且孔壁較厚(典型的在3-9nm)。在SBA-15分子篩合成的過程中，有機模板劑P123起著舉足輕重的作用。在將SBA-15應用于石油催化劑之前需要將有機模板劑去除，這樣才能形成規整空曠的孔道結構。由于大量的有機模板劑包裹在不同孔徑的孔道之中，并且還有很多作用力(范德華力、氫鍵、離子鍵及弱相互作用等)的存在，因此，通過什么樣的方法脫除SBA-15中所包裹的模板劑，制備出性質獨特、孔道均一的SBA-15分子篩，是使之應用于石油催化領域之前所要解決的首要問題。有機模板劑從多孔化合物的孔道中脫除出來有以下方式：一種是有機模板劑直接以模板分子的形式從孔道中脫除，另一種是先將有機模板劑分解為小分子再以小分子的形式從孔道中脫除。目前，脫除模板劑最常用的方法是焙燒法，但高溫焙燒法對于SBA-15的熱穩定性要求較高，而對于一般的SBA-15容易造成骨架硅羥基的脫除和晶格收縮現象，嚴重的會出現骨架崩塌。最近，一些新的脫除多孔材料中模板劑的方法被報道，如溶劑萃取法、紫外臭氧法、微波消解法、等離子體法以及超臨界CO₂萃取法。具有代表性的如CN1843596-A公開了用有機溶劑法萃取MCM-48中有機模板劑的方法；CN101851002-A公開了一種運用溶劑法脫除氧化硅孔道中有機模板劑的方法；SG77145-A1公開了一種運用超臨界流體脫除多孔材料中有機模板劑的方法。段雪等(Yang?J,He?J,Duan?X,et?al.Structure?and?properties?of?silylated?MCM-48[J].Chinese?J.Inorg.Chem.,2002,18(9):879-886)提出兩步焙燒法，首先在低溫下使有機模板劑分解，然后再升至指定溫度進行焙燒，這樣得到的分子篩材料均優于常規焙燒法所得的材料。Zhuang等(Zhuang?X,Qian?X?F,Lv?JH,et?al.Analternative?method?to?remove?PEO-PPO-PEO??template?in?organic-inorganic?mesoporous?nanocomposites?by?sulfuric?acid?extraction?[J].Appl.Surf.Sci.,2010,256:5343-5348)用硫酸作為溶劑萃取有機無機介孔納米復合材料中的模板劑P123，研究結果表明，使用質量分數48%的硫酸溶液，在90℃的條件下，回流萃取24小時，幾乎可以完全脫除有機模板劑P123。Grieken?R?V等(Grieken?R?V,Calleja?G,?Stucky?G?D,et?al.Supercritical?fluid?extraction?of?a?non-ionic?surfactant?template?from?SBA-15materials?and?consequences?on?the?porous?structure[J].Langmuir,2003,19:3966-3973)首次運用超臨界CO₂萃取SBA-15中的有機模板劑P123，研究結果表明，單獨使用超臨界CO₂萃取與普通乙醇溶劑萃取的效果基本相同；當向超臨界CO₂中加入乙醇作為夾帶劑時，對有機模板劑P123的萃取效率顯著提高，在90℃和13MPa下萃取24h，P123的回收率可達81%。?