[發明專利]一種綠色制備SBA-15介孔分子篩的方法

有效

• 申請號: 201710070030.3
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106829992B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 于吉紅;馮國棟;王健羽
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B39/00
• 分類號: C01B39/00;C01B33/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種綠色制備SBA?15介孔分子篩的方法，屬于介孔分子篩合成技術領域。具體地說是將一種添加劑加入合成體系中，從而在無外加酸堿條件下合成SBA?15介孔分子篩。本方法以聚環氧乙烯?聚環氧丙烯?聚環氧乙烯三嵌段高分子表面活性劑為模板劑，以正硅酸乙酯為硅源。相較于傳統方法而言，本發明僅需要加入非常少量的添加劑即可在無外加酸堿條件下合成結晶度較好的SBA?15介孔分子篩，工藝簡便，成本低廉，具有廣闊的工業應用前景。

技術領域

本發明屬于分子篩制備技術領域，具體涉及一種在無需外加酸堿條件下綠色制備SBA-15介孔分子篩的方法。

背景技術

介孔材料是指孔徑介于2～50nm的一類多孔材料，具有大的表面積和多維孔道結構。SBA-15是屬于介孔分子篩的一種，1998年趙東元等在酸性介質的條件下，利用非離子型的三嵌段共聚物為模板劑制備了大孔徑的SBA-15介孔材料，由于其具有較大的孔徑(5～30nm)和壁厚(3.1～6.4nm)使得其熱和水熱穩定性有了顯著提高，從而拓寬了介孔材料的應用范圍。

SBA-15介孔分子篩的制備通常是在強酸體系(如鹽酸)中進行的，制備過程不僅酸的消耗量大，腐蝕嚴重，而且在干燥、焙燒等后處理過程中還會產生大量的污染物。因此，開發一條低污染、低排放、環境友好的SBA-15介孔分子篩的制備路線具有重要的意義。隨著研究的不斷深入，一些可以減少鹽酸用量的制備方法逐漸被開發出來，如向制備體系中加入雜多酸(CN1724365A)或摻雜金屬銣(CN105712366A)。這些方法減少了反應體系中鹽酸的用量，但是仍然不能實現SBA-15介孔分子篩在無酸體系中的制備。

發明內容

本發明的目的在于消除傳統方法中必須加入無機強酸的限制條件，提供一種綠色制備有序度高(具有明顯的(100)、(110)、(200)晶面的二維六方有序孔道特征峰)的SBA-15介孔分子篩的方法，

本發明所述的一種綠色制備SBA-15介孔分子篩的方法，其是向反應體系中加入一種添加劑，從而實現在沒有無機強酸的體系中制備SBA-15介孔分子篩，具體步驟如下：

(1)將有機模板劑P₁₂₃(聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷，EO₂₀PO₇₀EO₂₀，Ma＝5800)溶于去離子水中，在室溫下攪拌至P₁₂₃完全溶解，得到澄清透明的溶液A；

(2)將正硅酸乙酯溶于去離子水中，加入添加劑，在25～40℃下攪拌至正硅酸乙酯完全水解，得到澄清透明的溶液B；

(3)將溶液B緩慢(滴加速度25～35mL/min)加入到溶液A中，在20～60℃下攪拌20～30小時，攪拌至溶液呈白色后在80～120℃條件下晶化70～80小時，晶化完成待反應液冷卻至室溫后過濾，過濾產物用去離子水洗滌，洗滌產物在50～70℃下干燥，然后在500～600℃下焙燒6～10小時除去有機模板劑，制得白色粉末狀SBA-15介孔分子篩。

本發明所述的方法中，步驟(1)中聚環氧乙烯-聚環氧丙烯-聚環氧乙烯三嵌段共聚物(P₁₂₃)與去離子水的質量比為1：30～42.5。

本發明所述的方法中，步驟(2)中正硅酸乙酯與去離子水的質量比為1：3～10。

本發明所述的方法中，步驟(2)中添加劑為過硫酸鈉，過硫酸鈉與正硅酸乙酯的摩爾比為0.01～0.1：4。

本發明所述的方法中，步驟(3)中各反應物之間的質量比為TEOS：H₂O：P₁₂₃：添加劑＝4：75～100：2：0.01～0.3；