專(zhuān)利名稱(chēng)：采用模板劑制備錳八面體分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)功能材料的制備領(lǐng)域,具體涉及一種采用模板劑制備錳八面體分子篩(OMS-2)的方法。
背景技術(shù)：
氧化錳八面體分子篩(OMS-2)是一種微孔材料，其晶體結(jié)構(gòu)是由2X2共邊的八面體Mn06鏈構(gòu)成， 鏈之間通過(guò)八面體頂點(diǎn)的氧原子相連構(gòu)成0.46 nm X0.46 nm的一維隧道.。在[MnOs ]八面體鏈中存在 Mn2+ , Mn3+， Mn2+ 。八面體配位的錳原子能被具有相似離子半徑的過(guò)渡金屬陽(yáng)離子取代。隧道中的外 來(lái)陽(yáng)離子可以穩(wěn)定其晶體結(jié)構(gòu)，這種二氧化錳加熱到較高溫度(300-400 'C)時(shí)不會(huì)破壞晶格，可表現(xiàn)出良 好的氧化還原性，它還具有溫和的表面酸堿性及優(yōu)異的離子交換性能。作為一種新型的環(huán)保催化材料， OMS-2可用于一氧化碳的低溫氧化、汽車(chē)尾氣氮氧化物的SCR反應(yīng)以及有機(jī)物污染物降解等反應(yīng)等。目前已有多種方法合成OMS-2材料，如回流法，在酸性溶液中，用KMn04, K2S208,或者KC103氧 化Mn^ ;溶膠凝膠法，采用KMn04與多元醇(葡萄糖)，多元羧酸(馬來(lái)酸，富馬酸)反應(yīng)等。無(wú)論那 種方法制備的OMS-2材料都以微孔為主。材料的孔徑對(duì)其性能影響顯著，目前，介孔材料的發(fā)展極為迅 速，本發(fā)明提供了一種擴(kuò)充微孔材料OMS-2的模板劑合成方法。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種采用模板劑制備錳八面體分子篩(OMS-2)的方法。本發(fā)明方法涉及在一定 溫度下， 一定摩爾比的高錳酸鉀和馬來(lái)酸的混合液中加入一定量的模板劑，經(jīng)攪拌，陳化或者水熱處理， 所得沉淀再經(jīng)過(guò)濾，洗滌而后干燥，最后在馬弗爐中焙燒得到的。所述的反應(yīng)溫度為25 5(TC之間，高猛酸鉀和馬來(lái)酸的摩爾比值在1 5之間，加入的模版劑用量占 溶液總質(zhì)量的0.5% 15%，攪拌時(shí)間為0 12h，陳化或者水熱時(shí)間為0 24h，焙燒溫度為300 700°C。所述的模版劑種類(lèi)加入的模版劑種類(lèi)包括陰離子表面活性劑十二垸基硫酸鈉(SBS),或陽(yáng)離子表面 活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)，或者上述二者按照一定配比的混合物，或者非離子表面活性劑聚 乙二醇(PEG),甲氧基聚乙二醇(MPEG),聚環(huán)氧乙烯醚-聚環(huán)氧丙烯醚-聚環(huán)氧乙烯醚(P123)，司盤(pán) 80 (Span80)，或者離子液體l-丁基-3-甲基-咪唑硝酸鹽([bmim]N03)，甲基纖維素。所述的水熱是在高壓釜中進(jìn)行的，水熱溫度在50 15(TC之間，水熱時(shí)間在0 24h之間。所述的十二烷基硫酸鈉(SBS)與十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)的摩爾比在1:1 1:9之間。本發(fā)明的有益效果是應(yīng)用該方法制備的OMS-2材料，由于加入適當(dāng)?shù)哪０鍎┬揎?，較之未加入之前的無(wú)規(guī)則的外形，
可以使之具有更加規(guī)整的外形，并產(chǎn)生部分介孔結(jié)構(gòu)，這對(duì)OMS-2材料的改性及其應(yīng)用具有重要影響。


圖1甲氧基聚乙二醇2000為模板劑的OMS-2的XRD2甲氧基聚乙二醇2000為模板劑的OMS-2的TEM3聚環(huán)氧乙烯醚-聚環(huán)氧丙烯醚-聚環(huán)氧乙烯醚為模板劑的OMS-2的TEM4甲氧基聚乙二醇2000為模板劑的OMS-2的等溫吸附脫附曲線(xiàn)具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的1%的的十二垸基硫酸鈉，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而 后在30(TC焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例2:在40'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的5%的十六垸基三甲基溴化銨，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥， 而后在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h,即可得到OMS-2材料。實(shí)施例3:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的5%的混合模板劑，模板劑組成是摩爾比為l: 7的十二烷基硫酸鈉和十六垸基三甲基溴化銨，攪 拌6h,陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在30(TC焙燒lh， 500度焙燒2h,即 可得到OMS-2材料。實(shí)施例4:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的1%的聚乙二醇1000，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在 30(TC焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例5:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為4的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的10%的聚乙二醇1000，攪拌6h，陳化12h,而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后 在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h,即可得到OMS-2材料。實(shí)施例6:在5(TC水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為5的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的15%的聚乙二醇1000,攪拌12h，陳化24h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后 在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例7:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的1%的甲氧基聚乙二醇2000，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥， 而后在30(TC焙燒lh, 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例8:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的1%的甲氧基聚乙二醇2000，攪拌lh， 60'C水熱12h,而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干 燥，而后在30(TC焙燒lh, 500度焙燒2h，即可得到0MS-2材料。實(shí)施例9:在36'C水浴下，高猛酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶液 總質(zhì)量的5%的甲氧基聚乙二醇2000,攪拌lh， 12CTC水熱12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌， 干燥，而后在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例10:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶 液總質(zhì)量的1%的聚環(huán)氧乙烯醚-聚環(huán)氧丙烯醚-聚環(huán)氧乙烯醚，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水 和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例ll:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶 液總質(zhì)量的1%的司盤(pán)80，攪拌6h,陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在300 。C焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例12:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶 液總質(zhì)量的1%的離子液體(l-丁基-3-甲基-咪唑硝酸鹽，[bmim]N03)，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾， 去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在300'C焙燒lh， 500度焙燒2h，即可得到OMS-2材料。實(shí)施例13:在36'C水浴下，高錳酸鉀和馬來(lái)酸的按照摩爾比值為3的配比混合成均勻溶液，加入溶 液總質(zhì)量的1%的甲基纖維素，攪拌6h，陳化12h，而后過(guò)濾，去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，干燥，而后在 30(TC焙燒lh， 500度焙燒2h,即可得到OMS-2材料。
權(quán)利要求
1、一種采用模板劑制備錳八面體分子篩的方法，其特征在于在25～50℃反應(yīng)溫度下，用摩爾比為1∶1～5∶1的高錳酸鉀和馬來(lái)酸混合液并加入占上述溶液總質(zhì)量的0.5％～15％的模板劑，經(jīng)攪拌，陳化或者水熱處理，所得沉淀再經(jīng)過(guò)濾，洗滌而后干燥，最后在馬弗爐中焙燒得到錳八面體分子篩(OMS-2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述攪拌時(shí)間為0 12 小時(shí)，陳化或者水熱時(shí)間為0 24小時(shí)，焙燒溫度為300~700°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述加入的模版劑選自 陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SBS)、陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲基 溴化銨(CTAB)或者上述二者按照一定配比的混合物；還可選自非離子表面活 性劑聚乙二醇(PEG)、甲氧基聚乙二醇(MPEG)、聚環(huán)氧乙烯醚-聚環(huán)氧丙烯 醚-聚環(huán)氧乙烯醚(P123)、司盤(pán)80 (Span80);還可選用離子液體l-丁基-3-甲 基-咪唑硝酸鹽([bmim]N03)、甲基纖維素。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于上述水熱是在高壓釜中 進(jìn)行的，水熱溫度在50 15(TC之間，水熱時(shí)間在0 24小時(shí)之間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于上述十二烷基硫酸鈉 (SBS)與十六垸基三甲基溴化銨(CTAB)的摩爾比為1:1 1:9。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用模板劑制備錳八面體分子篩的方法，該方法是在25～50℃反應(yīng)溫度下，使用1∶1～5∶1摩爾比的高錳酸鉀和馬來(lái)酸的混合液并加入占上述溶液總質(zhì)量的0.5％～15％的模板劑，經(jīng)攪拌，陳化或者水熱處理，所得沉淀再經(jīng)過(guò)濾，洗滌而后干燥，最后在馬弗爐中焙燒得到錳八面體分子篩(OMS-2)；該材料可以用于電極材料、污水以及有機(jī)物的降解處理，多相催化的催化劑等用途。
文檔編號(hào)C01B39/00GK101157455SQ20071002945
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者倩 余, 堅(jiān) 余, 林 余, 明 孫, 李朝圣, 李永峰, 蔡曼鈿, 郝志峰 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)