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一種無機分級孔結(jié)構(gòu)材料的制備方法_2

文檔序號:8507386閱讀:來源:國知局
例一中S維有序交聯(lián)聚苯己締的電鏡照片;
[0037] 圖3實施例一中S維有序交聯(lián)聚苯己締/二氧化娃復(fù)合物的電鏡照片;
[003引圖4實施例一中得到的具有分級孔結(jié)構(gòu)的二氧化娃的電鏡照片;
[0039] 圖5實施例二中得到的具有分級孔結(jié)構(gòu)的二氧化娃的電鏡照片;
【具體實施方式】
[0040] 本發(fā)明設(shè)及的膠體晶模板為二氧化硅膠體晶模板和聚丙締酷胺膠體晶模板,均為 公知材料,其制備采取w下方法之一:
[0041] 方法一:平均粒徑范圍在80nm-600nm的二氧化硅膠體晶模板的制備;
[0042] 根據(jù)專利CN101691426A利用Si訊cr-Fitik-Holin合成法,室溫下向反應(yīng)器中依次加 入己醇、氨水、蒸饋水,攬拌均勻,迅速加入正娃酸己醋,反應(yīng)她后,將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至燒 杯中,待溶劑自然揮發(fā)完全,即得到平均粒徑在80nm~600nm范圍內(nèi)的二氧化硅膠體晶模 板,最終將模板在馬弗爐中于200~800°C下燒結(jié)2~她,緩慢降至室溫,即得平均粒徑范 圍在80nm~600nm的二氧化娃微球相互粘結(jié)的二氧化硅膠體晶模板;
[0043] 其中物料配比為質(zhì)量比為氨水;己醇;蒸饋水:正娃酸己醋=1 ;0. 5~60 ;1~5 : 0.2~10;
[0044] 方法二:平均粒徑范圍在300nm~lOOOnm的聚丙締酷胺(PAM)模板的制備;
[0045] 根據(jù)專利CN102924856A通過分散聚合法,75°C下在反應(yīng)器中依次加入丙締酷胺 (AM)、聚己締化咯燒酬(PVP)、去離子水化0)、己醇化0H),氣氣保護攬拌均勻,半小時后加 入引發(fā)劑偶氮二異了膳(AIBN),控制恒定的轉(zhuǎn)速,化后停止反應(yīng),將所得的懸濁液轉(zhuǎn)移到 燒杯中,待溶劑自然揮發(fā)完全,得平均粒徑為3(K)nm~lOOOnm聚丙締酷胺膠體晶模板;
[0046] 其中物料配比為質(zhì)量比丙締酷胺;聚己締化咯燒酬;去離子水;無水己醇;偶氮二 異了膳=7~12 ;3~7 ;20~40 ;50~70 ;0. 01~1 ;
[0047] 實施例一;
[0048] (1) 300nm二氧化硅膠體晶模板的制備;
[0049] 根據(jù)專利CN101691426A利用Si沛cr-Fink-Hohn合成法,室溫(25°C)下向配有機械 攬拌的500mLS口瓶中依次加入134g己醇、25g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氨水、50. 6g去離子水, 攬拌均勻后,再向S口瓶中迅速加入15. 4g正娃酸己醋,室溫反應(yīng)她。將所得的懸濁液轉(zhuǎn)移 到燒杯中,待溶劑自然揮發(fā)完全,得平均粒徑為300nm二氧化硅膠體模板,最終將模板在馬 弗爐中500°C下燒結(jié)化,緩慢降至室溫,即得平均粒徑為300nm的二氧化娃微球相互粘連的 二氧化硅膠體晶模板;
[0050] 圖1是用型號為陽I Nano SEM 450電子掃描電鏡掃描300皿二氧化硅膠體晶模 板得到的,由圖可W看出二氧化硅膠體晶模板內(nèi)部的規(guī)則排列,微球與微球之間是緊密連 接的;
[0化1] (2) S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的制備,為W下方法;
[0052]將5g干燥的步驟(1)中得到的燒結(jié)后的二氧化硅膠體晶模板置于反應(yīng)器內(nèi),將提 前攬拌均勻的lOg單體苯己締(St)、0. 4g交聯(lián)劑二己締基苯值VB)、0. 05g引發(fā)劑偶氮二異 了膳(AIBN)混合液注入到容器中,浸沒二氧化硅膠體晶模板,半小時后放到65°C的烘箱中 反應(yīng)化,然后升溫至80°C反應(yīng)2化,反應(yīng)停止即得=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締(CLP巧/二氧 化娃(Si化)復(fù)合物,將復(fù)合物表面本體交聯(lián)聚苯己締剝離,置于HF(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%)中 超聲分散,去除Si化模板,然后水洗至中性,最后60°C真空干燥,即得到=維有序大孔交聯(lián) 聚苯己締材料;
[0化引圖2是用型號為陽INanoSEM450電子掃描電鏡掃描S維有序大孔交聯(lián)聚苯己 締材料得到的,由圖可W看出明顯的S維有序結(jié)構(gòu)和相互連接的孔窗,孔窗的存在有利于 物質(zhì)之間的相互傳輸;
[0化4] (3)=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的氯甲基化過程;
[0化5]稱取0.2g步驟(2)得到的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料放入反應(yīng)器內(nèi),在氣 氣保護下注入混合均勻的0. 4g無水氯化鋒和15mL氯甲離混合液,常溫下攬拌化,然后在 30°C反應(yīng)4她,反應(yīng)結(jié)束后用己醇清洗、己醇抽提2化,30°C真空干燥12h,得到氯甲基化的 =維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料;
[0化6] (4)氯甲基化的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料季胺化過程;
[0化7] 稱取0.Ig的步驟(3)中得到的氯甲基化的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料放入 反應(yīng)器內(nèi),負壓條件下(壓力為低于大氣壓0.IMPa,W下步驟W及實施案例負壓和真空壓 力同此條件)。注入5mL的丙酬溶脹12h,室溫(25°C)下注入3mL抑=8的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 45%的S甲胺溶液,反應(yīng)2化后用己醇清洗、己醇抽提2化,30°C真空干燥12h,得到季胺化 的帶有氯甲基的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料;
[0化引 (5)S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/無機復(fù)合物的制備;
[0059] 將3g步驟(4)得到的季胺化的帶有氯甲基的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料置 于反應(yīng)器中,25°C下注入10血己醇和蒸饋水的混合液,將材料浸沒溶脹1化后,2分鐘內(nèi)滴 加lOg正娃酸己醋進行溶膠凝膠過程,反應(yīng)進行2化后用己醇清洗、己醇抽提12h,60°C反應(yīng) 2化W上,得到=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/二氧化娃復(fù)合物;
[0060] 其中所述蒸饋水和己醇配比為體積比蒸饋水;己醇=1 ;5 ;
[006U圖3是用型號為陽INano SEM450電子掃描電鏡掃描S維有序大孔交聯(lián)聚苯己 締/無機復(fù)合物得到的,由圖可W看出的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的薄壁上長有一 層二氧化娃微球,且二氧化娃微球之間存在介孔,該就有利于尺寸較小的物質(zhì)比如溶劑進 行傳輸;
[0062] 做去除S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/二氧化娃復(fù)合物中交聯(lián)聚苯己締;
[0063] 將步驟(5)得到的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/無機復(fù)合物在程序升溫控制、通 空氣的條件下,W4°C/min的速度緩慢升溫至300°C,恒溫化,再同W速度升溫至570°C,恒 溫化,冷卻后即制得除去交聯(lián)聚苯己締的無機分級孔結(jié)構(gòu)的材料;
[0064] 圖4是用型號為陽INano SEM450電子掃描電鏡掃描分級孔結(jié)構(gòu)二氧化娃得到 的,由圖看出明顯的=維有序大孔結(jié)構(gòu)與介孔相結(jié)合,在=維有序材料的有序孔薄壁引入 介孔極大的提高分級孔結(jié)構(gòu)二氧化娃的比表面積;
[0065] 實施例二:
[0066] (l)300nm二氧化硅膠體晶模板的制備同實施例一步驟(1);
[0067] 似立維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的制備同實施例一步驟似;
[0068] 做S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的氯甲基化過程同實施例一步驟做;
[0069] (4)氯甲基化的=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料季胺化過程;
[0070] 稱取0.3g的步驟(3)中得到的氯甲基化的=維有序交聯(lián)聚苯己締材料放入反應(yīng) 器內(nèi),負壓條件下注入lOmL的丙酬溶脹12h,然后用吸管將丙酬吸出反應(yīng)器,再在75°C下滴 加5mLpH= 9的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5 %的S己胺溶液,反應(yīng)她后用己醇清洗、己醇抽提2化,30°C 真空干燥12h,得到季胺化的帶有氯甲基的=維有序交聯(lián)聚苯己締材料;
[0071] (5) S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/無機復(fù)合物的制備同實施例一步驟巧);
[0072] (6)去除S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締/無機復(fù)合物中聚苯己締同實施例一步驟 (6);
[007引圖5是用型號為陽INano SEM450電子掃描電鏡掃描分級孔結(jié)構(gòu)二氧化娃得到 的,由圖看出明顯的=維有序大孔結(jié)構(gòu)與介孔相結(jié)合,在=維有序材料的有序孔薄壁引入 介孔極大的提高分級孔結(jié)構(gòu)二氧化娃的比表面積;
[0074] 實施例S;
[007引 (1)平均粒徑范圍在300皿~500皿的聚丙締酷胺(PAM)模板的制備;
[0076] 根據(jù)專利CN102924856A,通過分散聚合法,75°C下在反應(yīng)器中依次加入10. 6g丙 締酷胺(AM)、4. 5g聚己締化咯燒酬(PVP)、20血蒸饋水化0)、100血己醇化0H),氣氣保 護攬拌均勻,半小時后加入0. 〇4g引發(fā)劑偶氮二異了膳(AIBN),控制恒定的轉(zhuǎn)速在10化/ min,化后停止反應(yīng),將所得的懸濁液轉(zhuǎn)移到燒杯中,待溶劑自然揮發(fā)完全,得平均粒徑為 300nm~500nm聚丙締酷胺膠體晶模板;
[0077] (2)S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的制備,為W下方法:
[007引將6g干燥的步驟(1)中得到的聚丙締酷胺膠體晶模板置于反應(yīng)器內(nèi),將提前攬拌 均勻的lOg單體苯己締(St)、0. 4g交聯(lián)劑二己締基苯值VB)、0. 05g引發(fā)劑偶氮二異了膳 (AIBN)混合液注入到容器中,浸沒聚丙締酷胺膠體晶模板,半小時后放到65°C的烘箱中反 應(yīng)化,然后升溫至80°C反應(yīng)2化,反應(yīng)停止即得=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締(CLP巧/聚丙締 酷胺(PAM)復(fù)合物,將復(fù)合物表面的交聯(lián)聚苯己締剝離,置于蒸饋水中超聲分散,去除PAM 模板,最后6(TC真空干燥,即得到=維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料;
[0079] 做S維有序大孔交聯(lián)聚苯己締材料的氯甲基化過程同實施例一步驟做;
[0080] (4)氯甲基化的=維有序大孔交聯(lián)
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