[發明專利]硅基介孔分子篩及其制備方法

有效

• 申請號: 201310102963.8
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103193245A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 鄭燕英;崔丹楓;王惠川;趙建莊;王玉辭
• 申請（專利權）人: 北京農學院
• 主分類號: C01B39/00
• 分類號: C01B39/00;C01B37/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李世喆

技術領域

本發明涉及化學領域，具體為一種硅基介孔分子篩及其制備方法。

背景技術

現有合成硅基介孔分子篩的方法包括溶膠-凝膠法，采用溶膠-凝膠法的室溫合成文獻報道頗多，合成技術通過在不同的pH值和溶劑條件下，在表面活性劑形成的膠束模板作用下控制硅源水解組織，得到硅基介孔分子篩材料。室溫條件下合成的介孔分子篩以MCM-41和MCM-48為多見。采用輔助模板劑合成介孔分子篩也有文獻報道，輔助模板劑有三乙胺以及四甲（乙）基氫氧化銨等，不過合成的硅基介孔材料有序程度較低。

發明內容

本發明提供一種硅基介孔分子篩及其制備方法，能夠提高硅基介孔分子篩的有序度。

本發明的一個實施例中提供了一種硅基介孔分子篩，原料及添加比為：以物質的量計，以硅源為單位1mol計算，0-120mol無水乙醇、70-400mol去離子水、0.1-0.35mol季銨鹽型陽離子表面活性劑、0.05-0.40mol乙二胺四乙酸二鈉、2-7mol氨水、所述硅源為正硅酸乙酯。

優選的，以硅源為單位1mol計算，加料比為：30-100mol無水乙醇、100-300mol去離子水、0.2-0.3mol季銨鹽型陽離子表面活性劑、0.1-0.3mol乙二胺四乙酸二鈉、3-6mol氨水。

優選的，以硅源為單位1mol計算，加料比為：46mol無水乙醇、124mol去離子水，最佳用量、0.25mol季銨鹽型陽離子表面活性劑、0.15mol乙二胺四乙酸二鈉，最佳用量、5.4mol氨水；

優選的，所述季銨鹽型陽離子表面活性劑選自十六烷基三甲基溴化銨。

本發明的實施例中還提供了一種如上所述的硅基介孔分子篩的制備方法，包括：

按照原料的添加比稱取原料；

將無水乙醇和去離子水混合制備第一混合溶液；

在所述第一混合溶液中添加季銨鹽型陽離子表面活性劑制備第二混合溶液；

在所述第二混合溶液中添加乙二胺四乙酸二鈉制備第三混合溶液；

在所述第三混合溶液中添加氨水制備第四混合溶液；

在所述第四混合溶液中加入正硅酸乙酯制備硅基介孔分子篩。

優選的，所述正硅酸乙酯的添加方法為：逐滴加入。

優選的，在碘量瓶中進行所述第一混合溶液、所述第二混合溶液、所述第三混合溶液、所述第四混合溶液的混合制備。

優選的，所述在所述第四混合溶液中加入正硅酸乙酯制備硅基介孔分子篩之后，所述制備方法進一步包括：

將所述第四混合溶液進行陳化；

對陳化后的所述第四混合溶液減壓抽濾進行固液分離并收集固體；

用去離子水洗滌所述固體；

對洗滌后的所述固體進行干燥得到包括季銨鹽型陽離子表面活性劑、乙二胺四乙酸二鈉以及二氧化硅的無機-有機復合材料的固體粉末；

焙燒所述固體粉末。

優選的，所述減壓抽濾使用的設備包括：循環水式真空泵；

優選的，所述焙燒使用的設備包括：馬弗爐。

優選的，所述陳化的時間為1-4天，優選為2-3天；

優選的，所述洗滌的次數為3-5次；

優選的，所述干燥的溫度大于100℃，優選105℃-110℃。

優選的，所述焙燒的溫度為500℃-700℃，優選為550℃-600℃。

通過本發明提供了一種硅基介孔分子篩及其制備方法，能夠達到如下的有益效果：

1.乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）與季銨鹽型陽離子表面活性劑（CTAB）、正硅酸乙酯等都能發生作用，因此，克服了以往加入有機物對Si-OH的模板自組裝（在CTAB膠束外圍有序排列）影響，因此，可以實現引入功能成分的同時，促進有序程度提高。

2.EDTA的加入促進硅基介孔分子篩的有序程度提高，對材料來說，有序程度越高，比表面積就越高，孔容就會越大。大比表面積增大了反應物與分子篩表面催化活性位的作用機會，因而對催化反應活性提高起到很好的促進作用。

3.在制備過程中，CTAB形成棒狀膠束，Si-OH在膠束外圍進行模板自組織，高溫焙燒脫除模板得到硅基介孔材料的孔道，即模板膠束尺寸決定分子篩的孔道尺寸；加入EDTA后，EDTA在CTAB膠束的外緣鏈接形成新模板膠束，其直徑較CTAB膠束更大，當Si-OH在新模板膠束外圍組織后制備所得材料經高溫焙燒得到硅基分子篩，其孔徑尺寸必然會相對增大。