專利名稱：一種大孔徑有序介孔二氧化硅分子篩的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機多孔材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氧化硅介孔分子篩的合成方法，特別是用雙親性非離子嵌段高分子表面活性劑為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，合成介孔分子篩的方法。
本發(fā)明提出的有序介孔二氧化硅分子篩的合成方法，以雙親性非離子嵌段高分子表面活性劑為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在酸性條件下將硅源水解得到，具體步驟如下首先將嵌段高分子表面活性劑、水、酸、硅源按摩爾比為(0.02-0.10)∶(300-600)∶(10-30)∶(1.0-5.0)混合，在15-80℃下攪拌，形成有機無機復(fù)合物，然后在80-150℃高溫下進(jìn)行水熱處理，再經(jīng)過濾、水洗、空氣下干燥，并在450-600℃培燒而成。
上述方法中，嵌段高分子表面活性劑可為聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物。硅源包括有機硅源和無機硅源，有機硅源為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯之一種；無機硅源為硅酸鈉或硅溶膠之一種。所用的酸為HCl、H2SO4、HNO3和H3PO4之一種。
本發(fā)明合成的介孔二氧化硅分子篩為二維介孔結(jié)構(gòu)(空間群為p6mm)，晶胞參數(shù)達(dá)到4-6nm，比表面為400-700m2g-1，孔容為0.3-1.0cm3g-1。所得產(chǎn)物經(jīng)XRD和TEM驗證為二維介觀結(jié)構(gòu)(p6mm)的介孔二氧化硅分子篩。本發(fā)明所采用的結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑價格便宣，因而可降低合成成本，可促進(jìn)介孔材料大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，同時推動這種新型納米孔材料在大分子催化、吸附和分離、傳感器、微器件以及光、電、磁等功能材料的研究和應(yīng)用。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)比表面積550m2g-1，孔容0.7cm3g-1，孔徑4.6nm，晶胞參數(shù)8.0nm。
實施例2，40℃下，將2.0g EO16PO58EO16溶解于100g1.6 M的硝酸溶液，攪拌均勻后加入6.0g硅酸鈉。連續(xù)攪拌24小時后，在100℃水熱處理24小時后，過濾，去離子水沖洗，真空干燥后于500℃下培燒4小時。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)比表面350m2g-1，孔容0.87cm3g-1，孔徑5.6nm，晶胞參數(shù)8.0nm。
實施例3，38℃下，將1.6g EO16PO58EO16溶解于75g1.6 M的鹽酸溶液，攪拌均勻后加入5.0g硅酸鈉。連續(xù)攪拌24小時后，在100℃水熱處理24小時后，過濾，去離子水沖洗，真空干燥后于500℃下焙燒4小時。
產(chǎn)物主要物化性質(zhì)比表面650m2g-1，孔容0.67cm3g-1，孔徑6.6nm，晶胞參數(shù)9.0nm。
權(quán)利要求
1.一種大孔徑有序介孔二氧化硅分子篩的合成方法，其特征在于以雙親性非離子嵌段高分子表面活性劑為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，在酸性條件下將硅源水解得到，具體步驟如下首先是將嵌段高分子表面活性劑、水、酸、硅源按摩爾比為(0.02-0.10)∶(300-600)∶(10-30)∶(1.0-5.0)混合，在15~80℃下攪拌，形成有機-無機復(fù)合物，然后在80~150℃高溫下進(jìn)行水熱處理，再經(jīng)過濾、水洗、空氣下干燥，并在450~600℃焙燒而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于嵌段高分子表面活性劑為聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于硅源包括有機硅源和無機硅源，有機硅源為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯之一種；無機硅源為硅酸鈉或硅溶膠之一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征在于所用的酸為HCl、H2SO4、HNO3或H3PO4之一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大孔徑、高有序度的介孔氧化硅分子篩的合成方法。它以價廉的工業(yè)化嵌段高分子共聚物、水、酸和硅源混合，攪拌，得到有機－無機復(fù)合物，經(jīng)高溫水處理，再經(jīng)過濾、水洗、空氣下干燥，并焙燒后得到介孔分子篩產(chǎn)物。實驗結(jié)果表明由此合成的產(chǎn)物為二維六角孔道(p6mm)，具有孔徑均一，有序度高，墻厚等優(yōu)點。由于其具有低廉的合成成本的優(yōu)勢，可極大地促進(jìn)介孔材料的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，同時推動這種新型納米孔材料在大分子催化、吸附和分離、傳感器、微器件以及光、電、磁等功能材料的研究和應(yīng)用。
文檔編號C01B39/00GK1390784SQ02136298
公開日2003年1月15日 申請日期2002年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者王麗敏, 范杰, 屠波, 趙東元 申請人:復(fù)旦大學(xué)