CN106829992B - 一种绿色制备sba-15介孔分子筛的方法 - Google Patents

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Abstract

一种绿色制备SBA‑15介孔分子筛的方法，属于介孔分子筛合成技术领域。具体地说是将一种添加剂加入合成体系中，从而在无外加酸碱条件下合成SBA‑15介孔分子筛。本方法以聚环氧乙烯‑聚环氧丙烯‑聚环氧乙烯三嵌段高分子表面活性剂为模板剂，以正硅酸乙酯为硅源。相较于传统方法而言，本发明仅需要加入非常少量的添加剂即可在无外加酸碱条件下合成结晶度较好的SBA‑15介孔分子筛，工艺简便，成本低廉，具有广阔的工业应用前景。

Description

一种绿色制备SBA-15介孔分子筛的方法
技术领域
本发明属于分子筛制备技术领域，具体涉及一种在无需外加酸碱条件下绿色制备SBA-15介孔分子筛的方法。
背景技术
介孔材料是指孔径介于2～50nm的一类多孔材料，具有大的表面积和多维孔道结构。SBA-15是属于介孔分子筛的一种，1998年赵东元等在酸性介质的条件下，利用非离子型的三嵌段共聚物为模板剂制备了大孔径的SBA-15介孔材料，由于其具有较大的孔径(5～30nm)和壁厚(3.1～6.4nm)使得其热和水热稳定性有了显著提高，从而拓宽了介孔材料的应用范围。
SBA-15介孔分子筛的制备通常是在强酸体系(如盐酸)中进行的，制备过程不仅酸的消耗量大，腐蚀严重，而且在干燥、焙烧等后处理过程中还会产生大量的污染物。因此，开发一条低污染、低排放、环境友好的SBA-15介孔分子筛的制备路线具有重要的意义。随着研究的不断深入，一些可以减少盐酸用量的制备方法逐渐被开发出来，如向制备体系中加入杂多酸(CN1724365A)或掺杂金属铷(CN105712366A)。这些方法减少了反应体系中盐酸的用量，但是仍然不能实现SBA-15介孔分子筛在无酸体系中的制备。
发明内容
本发明的目的在于消除传统方法中必须加入无机强酸的限制条件，提供一种绿色制备有序度高(具有明显的(100)、(110)、(200)晶面的二维六方有序孔道特征峰)的SBA-15介孔分子筛的方法，
本发明所述的一种绿色制备SBA-15介孔分子筛的方法，其是向反应体系中加入一种添加剂，从而实现在没有无机强酸的体系中制备SBA-15介孔分子筛，具体步骤如下：
(1)将有机模板剂P123(聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，EO20PO70EO20，Ma＝5800)溶于去离子水中，在室温下搅拌至P123完全溶解，得到澄清透明的溶液A；
(2)将正硅酸乙酯溶于去离子水中，加入添加剂，在25～40℃下搅拌至正硅酸乙酯完全水解，得到澄清透明的溶液B；
(3)将溶液B缓慢(滴加速度25～35mL/min)加入到溶液A中，在20～60℃下搅拌20～30小时，搅拌至溶液呈白色后在80～120℃条件下晶化70～80小时，晶化完成待反应液冷却至室温后过滤，过滤产物用去离子水洗涤，洗涤产物在50～70℃下干燥，然后在500～600℃下焙烧6～10小时除去有机模板剂，制得白色粉末状SBA-15介孔分子筛。
本发明所述的方法中，步骤(1)中聚环氧乙烯-聚环氧丙烯-聚环氧乙烯三嵌段共聚物(P123)与去离子水的质量比为1：30～42.5。
本发明所述的方法中，步骤(2)中正硅酸乙酯与去离子水的质量比为1：3～10。
本发明所述的方法中，步骤(2)中添加剂为过硫酸钠，过硫酸钠与正硅酸乙酯的摩尔比为0.01～0.1：4。
本发明所述的方法中，步骤(3)中各反应物之间的质量比为TEOS：H2O：P123：添加剂＝4：75～100：2：0.01～0.3；
本发明提出的利用过硫酸钠作为添加剂制备SBA-15介孔分子筛的方法，仅需要加入非常少量的添加剂即可实现结晶度较好的SBA-15介孔分子筛的制备，而传统方法需要消耗大量的盐酸。相较于传统方法而言，本发明有效降低了成本，同时减少了环境污染，工艺简便，成本低廉，具有广阔的工业应用前景。
附图说明
图1：实施例1制备的SBA-15介孔分子筛的X射线衍射图。
图2：实施例1制备的SBA-15介孔分子筛的扫描电镜照片。
图3：实施例1制备的SBA-15介孔分子筛的透射电镜照片。
图4：实施例1制备的SBA-15介孔分子筛的吸附图谱。
图5：实施例2制备的SBA-15介孔分子筛的X射线衍射图。
图6：实施例3制备的SBA-15介孔分子筛的X射线衍射图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
称取2g模板剂P123于烧杯中，加入85g去离子水，在室温下搅拌3小时至P123完全溶解，得到澄清透明的溶液A。称取4g正硅酸乙酯，加入到15g去离子水中，再加入0.1g过硫酸钠作为添加剂，在25℃下搅拌2小时，得到澄清透明的溶液B。在搅拌的条件下，将溶液B缓慢(滴加速度25mL/min)加入到溶液A中，得到混合液。将混合液置于20℃搅拌30小时；各反应物之间的质量比为TEOS：H2O：P123：添加剂＝4：100：2：0.1。随后，将混合液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在100℃下晶化80小时。之后，待反应液冷却至室温后将产物过滤，用去离子水洗涤，将收集到的固体在60℃下干燥24小时。最后，在550℃的温度下焙烧10小时，最终得到的白色粉末固体为SBA-15介孔分子筛，产物质量为1.008g。
图1为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的XRD表征结果。由图1可知，产物具有明显的(100)、(110)、(200)晶面的二维六方有序孔道特征峰，晶化度较好，具有有序介孔结构。
图2为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的扫描电镜照片，从照片可以看出产物为卷曲短棒簇集状态存在。
图3为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的透射电镜照片，从照片可以看出产物具有二维六方有序介孔结构。
图4为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的吸附图谱，从图可知，产物具有介孔材料典型的滞后环，孔径约为7nm左右。
实施例2
称取2g模板剂P123于烧杯中，加入60g去离子水，在室温下搅拌3小时至P123完全溶解，得到澄清透明的溶液A。称取4g正硅酸乙酯，加入到15g去离子水中，再加入0.01g过硫酸钠作为添加剂，在40℃下搅拌2小时，得到澄清透明的溶液B。在搅拌的条件下，将溶液B缓慢(滴加速度35mL/min)加入到溶液A中，得到混合液。将混合液置于40℃搅拌24小时；各反应物之间的质量比为TEOS：H2O：P123：添加剂＝4：75：2：0.01。随后，将混合液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在110℃下晶化72小时。之后，待反应液冷却至室温后将产物过滤，用去离子水洗涤，将收集到的固体在60℃下干燥24小时。最后，在550℃的温度下焙烧10小时，最终得到的白色粉末固体为SBA-15介孔分子筛。产物质量为1.108g。
图5为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的XRD表征结果。由图5可知，产物的晶化度较好，具有有序介孔结构。
实施例3
称取2g模板剂P123于烧杯中，加入85g去离子水，在室温下搅拌3小时至P123完全溶解，得到澄清透明的溶液A。称取4g正硅酸乙酯，加入到15g去离子水中，再加入0.3g过硫酸钠作为添加剂，在40℃下搅拌2小时，得到澄清透明的溶液B。在搅拌的条件下，将溶液B缓慢(滴加速度30mL/min)加入到溶液A中，得到混合液。将混合液置于60℃搅拌20小时；各反应物之间的质量比为TEOS：H2O：P123：添加剂＝4：100：2：0.3随后，将混合液转移到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在100℃下晶化70小时。之后，待反应液冷却至室温后将产物过滤，用去离子水洗涤，将收集到的固体在60℃下干燥24小时。最后，在550℃的温度下焙烧10小时，最终得到的白色粉末固体为SBA-15介孔分子筛。产物质量为0.807g。
图6为本实施例制得的SBA-15介孔分子筛的XRD表征结果。由图6可知，产物具有介孔结构，但有序度与实施例1和实施例2中的产品相比已有所下降。

Claims (1)

1.一种绿色制备SBA-15介孔分子筛的方法，其步骤如下：
(1)将有机模板剂P123溶于去离子水中，在室温下搅拌至P123完全溶解，得到澄清透明的溶液A；P123为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷，其分子式为EO20PO70EO20，Ma＝5800；
(2)将正硅酸乙酯溶于去离子水中，加入添加剂，在25～40℃下搅拌至正硅酸乙酯完全水解，得到澄清透明的溶液B；添加剂为过硫酸钠；
(3)将溶液B缓慢加入到溶液A中，在20～60℃下搅拌20～30小时，搅拌至溶液呈白色后在80～120℃条件下晶化70～80小时，晶化完成待反应液冷却至室温后过滤，过滤产物用去离子水洗涤，洗涤产物在50～70℃下干燥，然后在500～600℃下焙烧6～10小时除去有机模板剂，制得白色粉末状SBA-15介孔分子筛；
其中，步骤(1)中有机模板剂P123与去离子水的质量比为1：30～42.5；步骤(2)中正硅酸乙酯与去离子水的质量比为1：3～10，过硫酸钠与正硅酸乙酯的摩尔比为0.01～0.1：4；步骤(3)中各反应物之间的质量比为TEOS：H2O：P123：添加剂＝4：(75～100)：2：(0.01～0.3)，溶液B的滴加速度为25～35mL/min。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107970901A (zh) * 2017-10-30 2018-05-01 上海泰坦科技股份有限公司 一种sba-15介孔材料的合成方法
CN108285152B (zh) * 2018-02-23 2021-05-21 宝鸡文理学院 一种铜掺杂sba-15介孔分子筛材料的绿色高效合成方法
CN108584977B (zh) * 2018-05-16 2021-04-30 宝鸡文理学院 一步绿色合成钴掺杂sba-15介孔分子筛材料的方法
CN113060743B (zh) * 2020-01-02 2023-05-26 中国石油天然气股份有限公司 一种微-介孔分子筛的合成方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104483366A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 湖南大学 一种用于检测铅的生物传感器及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104130109B (zh) * 2014-08-04 2015-12-02 湘潭大学 一种高邻位异构体含量的双酚f的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104483366A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 湖南大学 一种用于检测铅的生物传感器及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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通过不同方法产生羟基自由基加速沸石分子筛合成的研究;程鹏;《中国博士学位论文全文数据库工程科技I辑》;20160831;第3.4部分

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