[發明專利]一種硅基雙介孔材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310405194.9
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103482634A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李劍;楊麗娜;董家麗
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學
• 主分類號: C01B33/113
• 分類號: C01B33/113
• 代理公司: 撫順宏達專利代理有限責任公司 21102
• 代理人: 許翔

一、技術領域

本發明屬于材料合成技術領域，具體涉及一種硅基雙介孔材料的制備方法。

二、背景技術

硅基雙介孔材料具有不同等級且獨立孔徑分布的特殊孔結構，兩套孔均為介孔，較大的介孔有利于引導吸附質，反應物更容易地進入小介孔進行吸附或反應（這是小介孔材料不能及的），較小的介孔則提供了較大的比表面積（這是大介孔、大孔材料不能及的），這種結構有利于提高擴散速率和載體金屬的分散度。有報道稱硅基雙介孔材料負載Co活性金屬后不僅能顯著地增加Co的分散性，還能有效地加快F-T合成反應體系中物料的傳遞，從而獲得了比單介孔催化劑更高的催化活性。利用王水的強酸腐蝕性制備的Ni/SiO₂雙介孔催化劑對二氧化碳的烷基化有很高的催化活性。使用溶膠―凝膠法制備的SiO₂雙介孔載體，負載Pd后在2-丁醇加氫反應中表現出比商業Pd催化劑更高的活性。因此硅基雙介孔材料在石油化工、精細化工、制藥工業和特種聚合材料的生產方面具有巨大的發展潛力。

關于硅基雙介孔材料的研究目前仍處于初步探索階段，研究較多的是溶膠-凝膠方法，包括單模板法和雙模板法，單模板法與單介孔材料合成過程相似，但需要加入助劑，且制備條件通常比較敏感，不易控制。雙模板法采用兩種模板劑兩步合成得到雙介孔硅，首先采用傳統方法制備單介孔硅基材料，然后加入模板劑水熱合成大介孔，也可采用溶劑蒸發引導生成雙介孔，這些方法存在操作過程復雜，難控制等缺點。

三、發明內容

本發明的目的是提供一種簡單方便，可控制性強，易于操作的硅基雙介孔材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：該方法包括如下步驟：

①取模板劑P123和去離子水，在45?℃恒溫水浴下攪拌至完全溶解，然后向此溶液中加入濃鹽酸，繼續攪拌0.5?小時，逐滴滴加正硅酸四乙酯，繼續攪拌，得到乳白色懸濁液；

②取模板劑F127和去離子水，在40?℃恒溫水浴下攪拌至完全溶解，然后向此溶液中加入濃鹽酸，繼續攪拌0.5小時，加入Na₂SO₄·10H₂O，再過2小時后，逐滴滴加正硅酸四乙酯，繼續攪拌，得到乳白色懸濁液；

③將步驟①和步驟②所得的兩懸濁液混合到同一晶化瓶中，攪拌后將瓶口密封，在100?℃下晶化24?小時，晶化后取出冷卻至室溫，然后抽濾并用去離子水反復清洗至中性，將抽濾后的樣品在100?℃下干燥12小時，500?℃下焙燒5?小時即得硅基雙介孔材料產品。

上述模板劑P123與模板劑F127的質量比為1:1-1:4。

上述步驟①中物料質量比為模板劑P123：去離子水：濃鹽酸：?正硅酸四乙酯=0.8-1：20-29：4-8：1.8-2.4。

上述步驟②中物料質量比為模板劑F127：去離子水:濃鹽酸:?正硅酸四乙酯:?Na₂SO₄·10H₂O=0.8-1:18-24:6-8:3.5-4.5:3-5。

上述步驟①和步驟②中繼續攪拌時間為16-24小時。

上述步驟③中兩懸濁液混合后的攪拌時間為0-10小時。

上述步驟①和步驟②中加入的濃鹽酸的質量濃度為36%。

本發明方法是以P123和F127為模板劑，采用分別反應，共同晶化的方法制備硅基雙介孔村料，與溶膠—凝膠雙模板方法相比，具有簡單方便，控制性強，易于操作的優點，并且節省近一半的工時，合成效率得到極大的提高。所得硅基雙介孔材料具有雙峰孔徑分布，小介孔的孔徑在5nm左右，大介孔的孔徑在10-15nm左右，其在重油加工中作為催化劑和在油品精制中作為吸附劑都具有極大的潛在應用價值。

四、附圖說明

圖1為共晶法制備的雙介孔硅的XRD表征結果圖。

五、具體實施方式

實施例1

①取1?g模板劑P123，去離子水24.5?g，放入晶化瓶中，在45?℃恒溫水浴下攪拌至完全溶解（約4?小時），然后向此溶液中加入6.3g質量濃度為36%的濃鹽酸，調節ph值<1，繼續攪拌0.5?小時，逐滴滴加2.12?g正硅酸四乙酯（TEOS），繼續攪拌20小時，得到乳白色懸濁液。