專利名稱：：一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于一種介孔材料的制備方法，具體地說是一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法。技術背景近年來，介孔材料引起了催化、材料和生物等領域科學工作者的廣泛關注。這類材料孔徑介于250nm之間，比表面積大，穩(wěn)定性好，具有表面滲透能力等特點，在新型催化材料的開發(fā)領域顯示出巨大而潛在的工業(yè)應用前景。目前，比較常見的介孔材料如MCM-4KSBA-15、MCM-48和MSU等均為單一孔道，研究結果表明，它們可以解決分子擇形催化的問題，但在催化過程中反應物和產(chǎn)物分子在催化劑孔道和表面的擴散往往成為催化反應的控制步驟，因此催化劑載體制備過程中需要兩級或多級孔的載體。目前介孔空心球材料也因為其良好的性能在藥物釋放、人造細胞、電學元件、填料、分離材料、涂料以及聲學隔音材料受到廣泛關注。王小鐘等在弱堿性體系中合成了一種具有高孔隙率、大孔體積和雙介孔孔分布特征的新型二氧化硅分子篩材料，但其二級孔為堆積孔道,而且球體并非中空；Anil等以PS小球為模板制備了中空硅球，但球體不具備雙孔介孔結構。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法。本發(fā)明是以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，在水熱條件下合成雙孔道介孔氧化硅空心球的方法，其具體步驟如下將十六烷基三甲基溴化銨和水按六垸基三甲基溴化銨和水的摩爾比為1:1001:50000混合，在3060。C下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，按硅源與表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1:11:5700加入硅源繼續(xù)攪拌，并維持在3060°C，然后按十六垸基三甲基溴化銨與酯類的摩爾比為1:11:300加入酯類，在2060。C下靜置148h，接著在80160。C下老化1048h，過濾，對濾渣使用水和乙醇反復潤洗35次，在206(TC下干燥1048h，在45060(TC下焙燒410h，得到雙孔道介孔氧化硅空心球。本發(fā)明中所采用的硅源可以為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或硅酸鈉。本發(fā)明中所采用的酯類為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具體如下優(yōu)點(一)本發(fā)明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料具有雙孔結構，兩種孔道孔徑分布均在介孔區(qū)域內。較小孔孔徑在l3nm之間，較大孔孔徑在2060nm之間。(二)本發(fā)明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料球體直徑范圍可以在0.5~4P之間。(三)本發(fā)明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料球體壁厚范圍可以在50500nm之間。(四)本發(fā)明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料具有空腔，空腔直徑范圍可以在0.53y之間。(五)本發(fā)明所得雙孔道介孔氧化硅空心球材料孔容范圍可以在1.0~2.0cm3'g"之間，比表面范圍可以在500~700m2'g"之間。具體實施方式實施例1將5g十六垸基三甲基溴化銨和200mL水混合后，使用磁力攪拌器于3(TC下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入5mL正硅酸乙酯并維持在6(TC下攪拌5h，直到溶液澄清后，加入50mL乙酸丁酯，攪拌均勻，在6(TC下靜置48h;所得產(chǎn)物在IO(TC下老化48h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗3次，在室溫下干燥48h，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒10h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。實施例2將30g十六烷基三甲基溴化銨和800mL水混合后，使用磁力攪拌器于4(TC下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入30g硅酸鈉并維持在60。C下攪拌10h，直到硅酸鈉溶解完全后，加入100mL甲酸甲酯，攪拌均勻，在6(TC下靜置10h;所得產(chǎn)物在95t:下老化36h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗4次，在室溫下干燥10h，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。實施例3將15.2g十六烷基三甲基溴化銨和500mL水混合后，使用電動攪拌機于水浴5(TC下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入10mL正硅酸甲酯并維持在6(TC下攪拌10h，直到溶液澄清后，加入40mL甲酸乙酯，攪拌均勻，在60。C下靜置10h;所得產(chǎn)物在95。C下老化24h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗4次，在室溫下風干，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。將21g十六垸基三甲基溴化銨和1000mL水混合后，使用電動攪拌機于水浴60。C下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入20mL正硅酸丙酯并維持在6(TC下攪拌10h，直到溶液澄清后，加入40mL甲酸甲酯，攪拌均勻，在6(TC下靜置10h;所得產(chǎn)物在95。C下老化24h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗5次，在室溫下風干，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。實例5將2g十六烷基三甲基溴化銨和50mL水混合后，使用電動攪拌機于水浴4(TC下充分攪拌，待十六垸基三甲基溴化銨完全溶解后，加入10mL正硅酸乙酯并維持在6(TC下攪拌10h，直到溶液澄清后，加入40mL乙酸乙酯，攪拌均勻，在4(TC下靜置10h;所得產(chǎn)物在120。C下老化24h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗4次，在室溫下風干，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內550。C空氣氣氛下焙燒12h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。實例6將18g十六烷基三甲基溴化銨和750mL水混合后，使用電動攪拌機于水浴50。C下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入10mL正硅酸丙酯并維持在5(TC下攪拌10h，直到溶液澄清后，加入40mL乙酸甲酯，攪拌均勻，在5(TC下靜置10h;所得產(chǎn)物在95。C下老化24h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗3次，在室溫下風干，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。實例7將41g十六烷基三甲基溴化銨和2000mL水混合后，使用電動攪拌機于水浴45'C下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入20g正硅酸乙酯并維持在50。C下攪拌7h，直到溶液澄清后，加入40mL乙酸丙酯，攪拌均勻，在5(TC下靜置24h;所得產(chǎn)物在95。C下老化48h，對產(chǎn)物進行過濾，使用水和乙醇反復潤洗5次，在室溫下風干，并將產(chǎn)物置于馬弗爐內60(TC空氣氣氛下焙燒8h，得到白色粉末狀固體即為雙孔道介孔氧化硅空心球。各種參數(shù)見表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1.一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法，其特征在于包括如下步驟將十六烷基三甲基溴化銨和水按六烷基三甲基溴化銨和水的摩爾比為1∶100～1∶50000混合，在30～60℃下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，按硅源與表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的摩爾比為1∶1～1∶5700加入硅源繼續(xù)攪拌，并維持在30～60℃，然后按十六烷基三甲基溴化銨與酯類的摩爾比為1∶1～1∶300加入酯類，在20～60℃下靜置1～48h，接著在80～160℃下老化10～48h，過濾，對濾渣使用水和乙醇反復潤洗3～5次，在20～60℃下干燥10～48h，在450～600℃下焙燒4～10h，得到雙孔道介孔氧化硅空心球。2、如權利要求1所述的一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法，其特征在于所述的硅源可以為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或硅酸鈉。3、如權利要求1所述的一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法，其特征在于所述的酯類為甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯或乙酸丁酯。全文摘要一種雙孔道介孔氧化硅空心球的制備方法是將十六烷基三甲基溴化銨和水混合，在30～60℃下充分攪拌，待十六烷基三甲基溴化銨完全溶解后，加入硅源繼續(xù)攪拌，并維持在30～60℃，然后加入酯類，在20～60℃下靜置1～48h，接著在80～160℃下老化10～48h，過濾，對濾渣使用水和乙醇反復潤洗3～5次，在20～60℃下干燥10～48h，在450～600℃下焙燒4～10h，得到雙孔道介孔氧化硅空心球。本發(fā)明具有雙介孔和球體中空結構，水熱穩(wěn)定性良好，具有較大的孔容和比表面積的優(yōu)點。文檔編號C01B33/18GK101264892SQ200810054838公開日2008年9月17日申請日期2008年4月15日優(yōu)先權日2008年4月15日發(fā)明者孫予罕,耀徐,戀高申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所