CN104944438B - 一种多级孔网状分子筛合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多级孔网状分子筛合成方法，包括步骤：将Pl23并溶解于稀盐酸中，取OP‑10将其溶解于水中，将两者混合后于36.5℃‑37.5℃水浴磁力搅拌，然后加入正硅酸乙酯和氟化钾，继续搅拌5.8‑6.2小时后，将其装入不锈钢反应釜中，95℃‑105℃晶化23.5‑24.5小时，室温冷却，抽滤，烘干，540℃‑560℃的空气焙烧5.8‑6.2小时，得到白色粉末状的多级孔网状分子筛。通过本发明提供的该合成方法合成的分子筛其介孔结构不单一，形貌新颖且具备高水热稳定性。

Description

一种多级孔网状分子筛合成方法

技术领域

本发明涉及分子筛合成技术领域，特别涉及一种多级孔网状分子筛合成方法。

背景技术

微孔材料由于其单一的较小的孔径而使分子的扩散受到限制，这严重影响了沸石在工业催化中的应用。为了克服这个问题，研究者们做了大量的工作来扩大分子筛的孔径，因此发现了介孔材料。

介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用。然而，由于介孔材料介孔结构单一，其低水热稳定性和单向孔体系的特点限制了它在工业中的应用。

发明内容

本发明提供一种多级孔网状分子筛合成方法，以解决上述问题。

本发明实施例提供了一种多级孔网状分子筛合成方法，包括如下步骤：

步骤A，将P123溶解于稀盐酸中形成第一溶液，取OP-10将其溶解于水中形成第二溶液，将所述第一溶液和所述第二溶液混合后于36.5℃-37.5℃水浴磁力搅拌85-95分钟，然后加入正硅酸乙酯和氟化钾形成第三溶液，所述P123、所述OP-10、所述正硅酸乙酯和所述氟化钾的用量比例应使得所述第三溶液中摩尔比为：OP-10∶P123∶KF∶SiO₂∶HCl∶H₂O＝0.0085∶0.017∶0.01∶1∶5.8∶197；

步骤B，将所述第三溶液继续搅拌5.8-6.2小时后，将其装入不锈钢反应釜中，95℃-105℃晶化23.5-24.5小时，室温冷却，抽滤，烘干，540℃-560℃的空气焙烧5.8-6.2小时，得到白色粉末状的多级孔网状分子筛。

其中，所述稀盐酸为2mol/L的稀盐酸。

其中，所述步骤A包括步骤：

称取1g的P123并溶解于30ml的2mol/L的盐酸中形成第一溶液，再称取0.055g OP-10并将其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，将两者混合后于37℃水浴磁力搅拌1.5h，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0.01g氟化钾形成第三溶液。

其中，所述步骤B中将其装入不锈钢反应釜中包括步骤：将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中。

其中，所述步骤B包括步骤：

将所述第三溶液继续搅拌6小时后，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，100℃晶化24小时，室温冷却，抽滤，烘干，550℃的空气焙烧6小时，得到多级孔网状分子筛。

其中，所述步骤B中室温冷却之后进行抽滤之前，还包括步骤：用蒸馏水洗涤。

本发明实施例提供的多级孔网状分子筛合成方法，采用三嵌段聚合物-非离子表面活性剂P123为模板合成多级孔材料，并在高温条件下材料的合成过程中加入盐，用以调节复合介晶模板与无机前驱体的协同作用，更容易实现在高温环境下对合成材料的孔道结构、孔径大小以及形状等微观结构的调控；合成的多级孔分子筛存在两种大小的介孔结构，多级孔材料解决了传统沸石的传质问题，因为它能将具有不同孔径大小的材料综合到一个材料中，因此具有不同组成、不同介观有序相、形貌新颖及高水热稳定性的特点。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种多级孔网状分子筛合成方法，包括步骤：

将一定量的P123加入稀盐酸溶液中，按比例加入OP-10、水，在一定温度的水浴中加热搅拌，然后加入一定量的正硅酸乙酯，继续搅拌，再加入一定量的KF，装入不锈钢反应釜中，晶化后取出冷却，抽滤，烘干后得到含硅样品，最后在马弗炉中空气焙烧，得到白色粉末。

其中，在本申请文件中：

P123，中文名称：聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物，化学式PEO-PPO-PEO；

OP-10，中文名称：烷基酚聚氧乙烯醚；

正硅酸乙酯，tetraethyl orthosilicate(TEOS)，分子式Si(OC₂H₅)₄；

KF，氟化钾。

实施例1

优选地，作为一种可实施方式，该方法包括：

步骤S110，将P123并溶解于稀盐酸中形成第一溶液，取OP-10将其溶解于水中形成第二溶液，将第一溶液和第二溶液混合后于36.5℃-37.5℃水浴磁力搅拌85-95分钟，然后加入正硅酸乙酯和氟化钾形成第三溶液，P123、OP-10、正硅酸乙酯和氟化钾的用量比例应使得第三溶液中摩尔比为：OP-10∶P123∶KF∶SiO₂∶HCl∶H₂O＝0.0085∶0.017∶0.01∶1∶5.8∶197。

根据上述摩尔比，可以经过计算精确得到P123以及盐酸等各原料的用量配置比例，可以有多种实现方式，本发明实施例不一一列举。

步骤S111，将所述第三溶液继续搅拌5.8-6.2小时后，将其装入不锈钢反应釜中，95℃-105℃晶化23.5-24.5小时，室温冷却，抽滤，烘干，540℃-560℃的空气焙烧5.8-6.2小时，得到白色粉末状的多级孔网状分子筛。

实施例2

更优地，作为一种较佳的实施方式，该方法包括步骤：

步骤S210，称取1g的P123并溶解于30ml的2mol/L的盐酸中形成第一溶液，再称取0.055g的OP-10并将其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，将两者混合后于37℃水浴磁力搅拌1.5h，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0，01g氟化钾形成第三溶液。

步骤S211，将所述第三溶液继续搅拌6小时后，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，100℃晶化24小时，室温冷却，用蒸馏水洗涤，抽滤，烘干，550℃的空气焙烧6小时，得到多级孔网状分子筛。

本文各处，除非特别说明，g为质量单位克，ml为体积单位毫升，h为时间单位小时，mol/L为浓度单位摩尔/升。

综上，本发明采取上述技术方案，具有如下特点：一是其反应条件温和、制备过程简单可控、可获得多种孔径的多级孔材料；二是在高温条件下材料的合成过程中加入盐，用以调节复合介晶模板与无机前驱体的协同作用，更容易实现在高温环境下对合成材料的孔道结构、孔径大小以及形状等微观结构的调控；三是合成的多级孔分子筛存在两种大小的介孔结构，这使其具有不同组成、不同介观有序相、形貌新颖、不同尺度多级孔结构及高水热稳定性等独特而新颖的性质，在吸附/分离、催化、微电子、生物分子的分离等领域都具有潜在的应用价值。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种多级孔网状分子筛合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，将1g的P123溶解于30ml的2mol/L的盐酸中形成第一溶液，再称取0.055gOP-10并将其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，将所述第一溶液和所述第二溶液混合后于36.5℃-37.5℃水浴磁力搅拌85-95分钟，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0.01g氟化钾形成第三溶液，使得所述第三溶液中摩尔比为OP-10∶P123∶KF∶SiO₂∶HCl∶H₂O＝0.0085∶0.017∶0.01∶1∶5.8∶197；

步骤B，将所述第三溶液继续搅拌5.8-6.2小时后，将其装入不锈钢反应釜中，95℃-105℃晶化23.5-24.5小时，室温冷却，抽滤，烘干，540℃-560℃的空气焙烧5.8-6.2小时，得到白色粉末状的多级孔网状分子筛。

2.根据权利要求1所述的多级孔网状分子筛合成方法，其特征在于，所述步骤B中将其装入不锈钢反应釜中包括步骤：将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中。

3.根据权利要求2所述的多级孔网状分子筛合成方法，其特征在于，所述步骤B包括步骤：

将所述第三溶液继续搅拌6小时后，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，100℃晶化24小时，室温冷却，抽滤，烘干，550℃的空气焙烧6小时，得到多级孔网状分子筛。

4.根据权利要求3所述的多级孔网状分子筛的合成方法，其特征在于，所述步骤B中室温冷却之后进行抽滤之前，还包括步骤：用蒸馏水洗涤。