[發明專利]一種介孔SBA-3分子篩的綠色合成方法

有效

• 申請號: 201410495653.1
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104276587A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 王曉鐘;王金平;黃璐;付思美;謝克昌
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

技術領域

本發明一種介孔SBA-3分子篩的綠色合成方法，屬于無機多孔材料技術領域，具體涉及一種在pH<2的磷酸體系中通過對所用硅源的預水解處理后，直接加入非水解無機鈉鹽的固體誘導合成六方有序介孔SBA-3分子篩的方法。

背景技術

SBA-3是一種采用陽離子季銨鹽類表面活性劑作模板劑，在強酸性介質中通過I⁺X^-S⁺（其中I⁺表示在pH<2的反應體系中，由無機硅源或有機硅源水解后形成的荷正電的氧化硅物種，X^-表示由陽離子季銨鹽類表面活性劑或酸所引入的荷負電的反離子，S⁺表示荷正電的陽離子季銨鹽類表面活性劑）間的靜電自組裝作用形成的一種具有六方p6mm空間群的介孔二氧化硅分子篩（Chem.Mater.,1996,8,?1147）。雖然它與在堿性體系采用相同模板劑合成的介孔MCM-41分子篩（J.Am.?Chem.Soc.,1992,114,10834）具有相似的孔道對稱性，但由于在SBA-3的介孔孔壁中還存在著豐富的微孔（Micro.Meso.Mater,2004,75,231和Micro.Meso.Mater,?2005,79,85等），加之酸性合成介質還有助于對其宏觀形貌的調控（Nature,1997,?386,692等），因此使它不僅在催化、吸附及分離等領域，而且在作為各種具有生物活性客體分子的封裝主體以制備新型復合功能材料的研究領域受到了廣泛的關注，現已成為介孔分子篩合成及應用研究領域的一個重要主體材料。

然而，目前介孔SBA-3分子篩只能在HCl、H₂SO₄、HNO₃或HBr等強酸所提供的酸性介質中進行合成（Chem.Rev.,2007,107(7),2281等）。當采用酸性相對溫和的磷酸作硅源水解催化劑時，雖然也可使反應體系的pH值低于SiO₂的等電點2，并因此使硅源水解后形成的氧化硅物種荷正電（The?Chemistry?of?Silica,?John?Wiley,?NewYork,1979和The?Sol-Gel?Science,?Academic?Press,?Inc.1990等），但卻無法形成一個具有有序物相結構的介孔二氧化硅材料（Chem.Mater.,2005,17,4103、J.Phys.Chem.B.,2000,104,7885和Chem.Rev.,2007,107(7),2281等）。顯然，強的酸性合成介質，不僅腐蝕設備，存在操作危險，且易造成環境污染，不利于規模化生產。更重要的是，這種合成介質也不利于具有生物活性的客體分子如蛋白質、酶等通過直接合成的方式在SBA-3的介孔孔道中進行封裝。此外，合成介質中過高的離子強度也會對擬封裝生物活性分子的結構產生破壞作用如引起蛋白質的變性等（Biophys.?J.,1996,71,2056和Curr.?Opin.?Collo?&?Interf.?Sci.,2002,7,?81等），進而大大限制了SBA-3材料的可應用范圍。因此，如何實現介孔SBA-3分子篩在相對溫和酸性體系和較低離子強度下的控制合成，一直是本領域技術人員所追求的目標。

發明內容

本發明一種介孔SBA-3分子篩的綠色合成方法，目的在于針對上述現有技術的不足，從而公開一種在難以形成有序介孔物相結構的pH<2的磷酸體系中，通過對所用硅源在室溫下的預水解處理后，直接加入不影響溶液pH值的非水解無機鈉鹽的固體誘導合成六方有序介孔SBA-3分子篩的方法。