[發明專利]一種分子篩納米管氣凝膠及其制備方法

在審

• 申請號: 201410224809.2
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103979571A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 徐雁;李冠楠;黃海波;李守貴
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B39/02
• 分類號: C01B39/02;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

1.一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其步驟如下：

(1)前驅物的制備

將0.01～1g表面活性劑，1～7ml有機硅酯，0～0.3g有機鋁酯，0～0.5g有機鈦酯加入10～50ml無水醇溶液中，攪拌溶解，然后加入0.01～0.05g塊狀多糖氣凝膠攪拌，待氣凝膠全部溶脹后，加入1.0～5.0ml氨水，攪拌2～24h，過濾取出纖維素氣凝膠塊，乙醇洗滌3～5次，之后置于30～100℃的烘箱中干燥；

(2)分子篩晶種液的制備

MFI型分子篩晶種：取15～18ml正硅酸乙酯，0～0.15g異丙醇鋁，0～0.3g鈦酸丁酯加入到26～28mL四丙基氫氧化銨溶液中，80～100℃回流96～120h；

FAU型分子篩晶種：將1.3～1.8g硅溶膠，0.2～0.5g氫氧化鈉，加入到3.9～4.5g的四甲基氫氧化銨溶液中攪拌溶解，然后裝入燒瓶中70～90℃加熱回流24～80h；

LTA型分子篩晶種：將1.5～1.7g硅溶膠，0.4～0.8g氫氧化鈉，加入到9.0～10.0g的四甲基氫氧化銨溶液中攪拌溶解，然后裝入燒瓶中60～80℃加熱回流12～60h；

離心分離并收集上述晶種顆粒，將其再次分散到水溶液中配置成質量分數1～10％(wt)的晶種溶液，使用鹽酸與氨水調節pH＝8～10；

(3)前驅物與晶種的復合

將步驟(1)制得的前驅物在5～20ml、1～3％(wt)的高分子陽離子電解質溶液中浸泡6～24h，過濾取出后用pH＝8～10的氨水溶液洗滌3～5次，之后放入30～100℃的烘箱中干燥；再將干燥好的前驅物浸入步驟(2)得到的5～20ml的晶種液中，靜止浸泡6～24h，過濾取出后用pH＝8～10的氨水溶液洗3～5次，之后放入30～100℃的烘箱中烘干；

(4)前驅物晶化

將0.1～1g水、0～1.8g三乙胺、0～0.6g乙二胺，裝入帶有支架的反應釜的底層，將步驟(3)得到的復合產物置于反應釜支架的上層，將反應釜裝好后放入100～180℃烘箱中蒸汽相晶化24～72h；取出支架上層產物洗滌、烘干，之后在空氣中450～650℃焙燒4～7h，得到白色塊狀的分子篩納米管氣凝膠。

2.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：有機硅酯為硅酸四乙酯、硅酸四甲酯、硅酸四丙酯或硅酸四丁酯。

3.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：有機鋁酯為異丙醇鋁、仲丁醇鋁或乙酰丙酮鋁。

4.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：有機鈦酯為異丙醇鈦、鈦酸四丁酯或二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯。

5.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：無水醇溶液為無水乙醇溶液、無水異丙醇溶液、無水仲丁醇溶液或無水叔丁醇溶液。

6.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：塊狀多糖氣凝膠為纖維素、淀粉、幾丁質或海藻酸。

7.如權利要求1所述的一種分子篩納米管氣凝膠的制備方法，其特征在于：陽離子型高分子電解質溶液為聚二甲基二烯丙基氯化銨溶液或聚乙烯亞胺溶液。

8.一種分子篩納米管氣凝膠，其特征在于：是由權利要求1～7任一項所述的方法制備得到。

9.如權利要求8所述的一種分子篩納米管氣凝膠，其特征在于：分子篩納米管的內徑在50～100nm、外徑在170～400nm范圍內可調，分子篩納米管道交聯貫通在一起，形成網絡骨架，分子篩納米管氣凝膠具有1～20μm的大孔。

10.如權利要求8或9所述的一種分子篩納米管氣凝膠，其特征在于：分子篩納米管氣凝膠自成一體，宏觀形態可調，可制成零維粒子、二維膜或三維塊體；其密度為0.15～0.25g/cm³，孔隙率為85～95％。