得的氧化娃球的粒徑為600nm。氧化娃球的孔徑為1.7nm，比表面積為1200m2/g
[0047]將本實(shí)施例制得的氧化硅球加入至氨濃度為0.0lmol/L的氨水中，并使氧化硅球在氨水中的濃度為5mg/ml，在20°C下放置5h，白色的氧化娃球懸浮液轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻逋该魅芤?，表明本?shí)施例制得的氧化硅球能夠快速、完全溶解于氨濃度為0.01mol/L的氨水中。
[0048]實(shí)施例3
[0049]本實(shí)施例所述的易溶解的實(shí)心氧化硅球的制備方法，包括如下步驟:
[0050](I)將十四烷基三甲基溴化銨溶解于水中，得到十四烷基三甲基溴化銨的濃度為8mg/ml的水溶液；
[0051](2)將正硅酸丁酯加入至體積比為1: 8的叔丁醇和乙醇的混合溶劑中，得到正硅酸丁酯的濃度為0.06g/ml的硅溶液；
[0052](3)將步驟(I)的水溶液與步驟(2)的硅溶液混合，向混合液中加入固體氫氧化鈉，使得氫氧化鈉在混合液中的初始濃度為50mmol/L，在30°C、500r/min的條件下攪拌反應(yīng)5min，形成反應(yīng)混合物；
[0053](4)向步驟(3)的反應(yīng)混合物中加入尿素，以使尿素在反應(yīng)混合物中的初始濃度為450mol/L，在35°C、2000r/min的條件下攪拌反應(yīng)lh，過濾，收集固體，即得所述易溶解的實(shí)心氧化硅球。
[0054]本實(shí)施例制得的氧化娃球的粒徑為lOOnm、孔徑為2.6nm、比表面積為300m2/g。
[0055]將本實(shí)施例制得的氧化硅球加入至0.03mol/L尿素溶液中，并使氧化硅球在尿素溶液中的濃度為0.lmg/ml，在15°C下放置2h，白色的氧化娃球懸浮液轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻逋该魅芤?，表明本?shí)施例制得的氧化硅球能夠快速、完全溶解于0.03mol/L的尿素溶液中。
[0056]實(shí)施例4
[0057]本實(shí)施例所述的易溶解的實(shí)心氧化硅球的制備方法，包括如下步驟:
[0058](I)將十二烷基三甲基溴化銨溶解于水中，得到十二烷基三甲基溴化銨的濃度為lmg/ml的水溶液；
[0059](2)將正硅酸乙酯加入至體積比為1: 20的甲基叔丁基醚和乙醇的混合溶劑中，得到正硅酸乙酯的濃度為0.0 lg/ml的硅溶液；
[0060](3)將步驟(I)的水溶液與步驟(2)的硅溶液混合，向混合液中加入固體氫氧化鉀，使得氫氧化鉀在混合液中的初始濃度為20mmol/L，在35°C、2000r/min的條件下攪拌反應(yīng)lOmin，形成反應(yīng)混合物；
[0061](4)向步驟(3)的反應(yīng)混合物中加入固體氫氧化鉀，以使氫氧化鉀在反應(yīng)混合物中的初始濃度為200mmol/L，在30°C、3000r/min的條件下攪拌反應(yīng)0.75h，過濾，收集固體，即得所述易溶解的實(shí)心氧化硅球。
[0062]本實(shí)施例制得的氧化娃球的粒徑為200nm、孔徑為2.lnm、比表面積為1800m2/g。
[0063]將本實(shí)施例制得的氧化硅球加入至0.0lmol/L碳酸鈉溶液中，并使氧化硅球在碳酸鈉溶液中的濃度為0.lmg/ml，在30°C下放置lh，白色的氧化娃球懸浮液轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻逋该魅芤?，表明本?shí)施例制得的氧化硅球能夠快速、完全溶解于0.0lmol/L的碳酸鈉溶液中。
[0064]實(shí)施例5
[0065]本實(shí)施例所述的易溶解的實(shí)心氧化硅球的制備方法，包括如下步驟:
[0066](I)將二十二烷基三甲基溴化銨溶解于水中，得到二十二烷基三甲基溴化銨的濃度為10mg/ml的水溶液；
[0067](2)將正硅酸甲酯加入至體積比為1: 8的甲醇和甲基叔丁基醚的混合溶劑中，得到正娃酸甲酯的濃度為0.lg/ml的娃溶液；
[0068](3)將步驟⑴的水溶液與步驟(2)的硅溶液混合，向混合液中加入尿素，使得尿素在混合液中的初始濃度為40mmol/L，在20°C、3000r/min的條件下攪拌反應(yīng)lmin，形成反應(yīng)混合物；
[0069](4)向步驟(3)的反應(yīng)混合物中加入固體氫氧化鈉，以使氫氧化鈉在第二溶液中的初始濃度為40mmol/L，在40°C下攪拌反應(yīng)2h，過濾，收集固體，即得所述易溶解的實(shí)心氧化娃球。
[0070]本實(shí)施例制得的氧化娃球的粒徑為150nm、孔徑為1.9nm、比表面積為1500m2/go
[0071]將本實(shí)施例制得的氧化硅球加入至0.04mol/L碳酸鈉溶液中，并使氧化硅球在碳酸鈉溶液中的濃度為5mg/ml，在室溫條件下放置2h，白色的氧化娃球懸浮液轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻逋该魅芤海砻鞅緦?shí)施例制得的氧化硅球能夠快速、完全溶解于0.04mol/L的碳酸鈉溶液中。
[0072]實(shí)施例6
[0073]本實(shí)施例所述的易溶解的實(shí)心氧化硅球的制備方法，包括如下步驟:
[0074](I)將十六烷基三甲基氯化銨溶解于水中，得到十六烷基三甲基氯化銨的濃度為5.5mg/ml的水溶液；
[0075](2)將正硅酸丁酯加入至體積比為1:1的甲基叔丁基醚和乙醇的混合溶劑中，得到正娃酸丁酯的濃度為0.055g/ml的娃溶液；
[0076](3)將步驟(I)的水溶液與步驟(2)的硅溶液混合，向混合液中加入氨水，使得氨水中氨在混合溶液中的初始濃度為25mmol/L，在20°C、2500r/min的條件下攪拌反應(yīng)5.5min，形成反應(yīng)混合物；
[0077](4)向步驟(3)的反應(yīng)混合物中加入氨水，以使氨水中氨在反應(yīng)混合物中的初始濃度為200mmol/L，在30°C、1200r/min的條件下攪拌反應(yīng)lh，過濾，收集固體，即得所述易溶解的實(shí)心氧化硅球。
[0078]本實(shí)施例制得的氧化娃球的粒徑為180nm、孔徑為2.3nm、比表面積為1700m2/go
[0079]將本實(shí)施例制得的氧化硅球加入至0.03mol/L尿素溶液中，并使氧化硅球在碳酸鈉溶液中的濃度為5mg/ml，在室溫條件下放置3h，白色的氧化娃球懸浮液轉(zhuǎn)變?yōu)槌吻逋该魅芤?，表明本?shí)施例制得的氧化硅球能夠快速、完全溶解于0.03mol/L的尿素溶液中。
[0080] 顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種易溶解的實(shí)心氧化硅球的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將陽離子表面活性劑溶解于水中，得到陽離子表面活性劑的濃度為I?10mg/ml的水溶液； (2)將硅源與有機(jī)溶劑混合，形成硅源濃度為0.01?0.lg/ml的硅溶液； (3)將所述硅溶液和所述水溶液混合形成混合溶液，向所述混合溶液中加入堿性物質(zhì)，使得所述堿性物質(zhì)在所述混合溶液中的初始濃度為10-50mmol/L，并在15_35°C、攪拌條件下反應(yīng)Ι-lOmin，形成反應(yīng)混合物； (4)另取所述堿性物質(zhì)加入至步驟(3)的反應(yīng)混合物中，以使所述堿性物質(zhì)在所述反應(yīng)混合物中的初始濃度為100-450mmol/L，在10?40°C下攪拌反應(yīng)0.25?2h，過濾，收集固體，即得所述易溶解的實(shí)心氧化硅球。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨或二十二烷基三甲基溴化銨中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硅源為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯或正硅酸丁酯中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述有機(jī)溶劑為體積比為1: (2-8)的甲醇和甲基叔丁基醚的混合溶劑、體積比為1: (1-10)的甲醇和乙醇的混合溶劑、體積比為1: (2-8)的叔丁醇和乙醇的混合溶劑或者體積比為I: (1-20)的甲基叔丁基醚和乙醇的混合溶劑中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)中，所述堿性物質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、尿素或氨水中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)中，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為100?3000r/min。7.由權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的制備方法制得的易溶解的實(shí)心氧化硅球，其特征在于，所述氧化硅球粒徑為0.1?2 μ m ;所述氧化硅球具有有序的放射狀介孔結(jié)構(gòu)，其孔徑為1.7?3.5nm，比表面積為300?1800m2/g。8.權(quán)利要求7所述的易溶解的實(shí)心氧化硅球作為硬模板材料的用途。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于，所述氧化硅球能完全溶解于溫度為15?30°C、濃度為10?50mmol/L的弱堿溶液中，所述弱堿溶液為氨水、尿素或碳酸鈉中的一種或多種的水溶液。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用途，其特征在于，所述溶解的時(shí)間為I?5h。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種易溶解的實(shí)心氧化硅球、其制備方法及應(yīng)用，該方法通過將陽離子表面活性劑溶液與溶解在有機(jī)溶劑中的硅源混合，再向混合液中分兩次加入堿性物質(zhì)，并使反應(yīng)體系在10～40℃下攪拌一定時(shí)間，過濾即得所述氧化硅球。本發(fā)明的制備方法能夠減慢硅源的水解速率，從而可使制得的氧化硅球易于溶解在低濃度的弱堿溶液中，濃度僅為0.02～0.05mol/L的弱堿溶液即可使本發(fā)明的氧化硅球完全溶解。由此可見，本發(fā)明制得的氧化硅球是一種理想的硬模板材料，它可以從根源上解決現(xiàn)有技術(shù)采用普通氧化硅球作為硬模板制備多孔材料時(shí)，需使用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿才可除去氧化硅球而導(dǎo)致制備工藝復(fù)雜、設(shè)備腐蝕的問題。
【IPC分類】C01B33/18
【公開號(hào)】CN105110342
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510428142
【發(fā)明人】楊金龍, 馬寧, 張?jiān)? 干科, 渠亞男, 張笑妍, 王亞利, 席小慶
【申請(qǐng)人】清華大學(xué), 河北勇龍邦大新材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日