CN108910908A - 一种sba-15沸石分子筛的制备方法 - Google Patents

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周华兰
魏跃
江笑
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Abstract

本发明公开一种SBA‑15沸石分子筛的制备方法，具体涉及微波合成法制备SBA‑15。所述方法将硅源、模板剂和酸性水溶液进行水解，得到凝胶混合物；将上述凝胶混合物在微波反应器中进行晶化，然后将晶化所得产物过滤，将过滤所得固体干燥、去除模板剂得到SBA‑15分子筛；本发明方法操作简单，条件易于控制，且重复制备性好。

Description

一种SBA-15沸石分子筛的制备方法
技术领域
本发明属于沸石分子筛合成领域，具体涉及一种SBA-15沸石分子筛的制备方法。
技术背景
SBA-15分子筛是一种二维六方结构的介孔材料，具有比表面积大，均一孔道直径分布，孔径可调变且水热稳定性高等特点，所以SBA-15在催化、分离、生物及纳米材料等领域有广泛的应用前景。
微波合成法是从二十世纪八十年代起开始发展起来的新型合成路线，已经应用于合成沸石分子筛、制备支撑体分子筛膜、分子筛的改性，及分子筛表面负载活性组分等方面。将微波引入化学反应中，微波能量与反应物分子直接耦合，充分进行内部和整体加热，使整个体系加热均匀，能够大大降低反应时间。微波合成法与传统的水热法相比具有反应速度快、反应时间短、反应条件温和、能耗低等特点，而且合成的样品具有较高的纯度和均一的形态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单易行的SBA-15沸石分子筛的制备方法，具体涉及一种采用微波合成法合成SBA-15的方法。该方法制备的SBA-15材料有序性高、纯度高，合成时间短。
实现本发明目的的技术方案为：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，分别称取模板剂和硅源，在pH为2-3的酸性介质中于一定温度下充分搅拌；
步骤2，将搅拌后的混合物置于微波反应器中晶化一段时间，洗涤干燥，得到白色粉末；
步骤3，将白色粉末去除模板剂得到SBA-15。
步骤1中，所述模板剂与以硅计的硅源的摩尔比为0.01-0.05:1；所述的硅源为硅溶胶、正硅酸甲酯、正硅酸四乙酯或水玻璃；所述模板剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物；所述酸性水溶液为盐酸、硫酸水溶液和硝酸水溶液中的一种或多种；更优选，酸性介质的pH为2.5 。
步骤1中，所述搅拌温度为20-40℃，优选25℃；搅拌时间为6-18小时，优选12小时。
步骤2中，所述微波反应器型号为Mars-5，微波功率为600-1000W，优选800W；步骤2中，所述晶化温度为80-120℃，优选为100℃；步骤2中，微波反应器从室温升至晶化温度所需时间为3-8min，优选5min；步骤2中，所述晶化时间为8-14h，优选为10h。
步骤3中，所述去除模板剂的方法为焙烧或萃取；优选所述焙烧的温度为550℃，时间为8-12 小时；优选所述萃取的溶剂为四氢呋喃，萃取时间为12-36 小时，萃取温度为60-90℃。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过提高水解环境的酸性，使得水解在室温内便可进行，对环境友好，操作简单，易于推广。
附图说明
图1是实施例1、实施例2、实施例3和对比例1制得的分子筛样品的X射线衍射图。
具体实施方式
下面结合附图1和实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源正硅酸乙酯，模板剂和硅源的摩尔比为0.02:1；将模板剂和硅源加入pH为2的HCl溶液中，25℃下充分搅拌12h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为800 W，5 min 内将温度从室温升至100℃晶化，晶化10 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末，将白色粉末550℃煅烧12h得到SBA-15。
实施例2：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源正硅酸甲酯，模板剂和硅源的摩尔比为0.04:1；将模板剂和硅源加入pH为2.5的H2SO4溶液中，20℃下充分搅拌18h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为1000 W，3 min 内将温度从室温升至80℃晶化，晶化16 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末，将白色粉末550℃煅烧8h得到SBA-15。
实施例3：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源水玻璃，模板剂和硅源的摩尔比为0.03:1；将模板剂和硅源加入pH为2.5的HCl溶液中，25℃下充分搅拌12h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为800 W，4 min 内将温度从室温升至100℃晶化，晶化10 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末。将10 g 白色粉末与100 g 四氢呋喃混合，在90℃回流萃取12 小时，然后经过滤、洗涤、在60℃真空干燥5 小时得到SBA-15。
实施例4：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源硅溶胶，模板剂和硅源的摩尔比为0.05:1；将模板剂和硅源加入pH为2.5的HNO3溶液中，25℃下充分搅拌12h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为800 W，5 min 内将温度从室温升至100℃晶化，晶化12 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末。将10 g 白色粉末与100 g 四氢呋喃混合，在60℃回流萃取36 小时，然后经过滤、洗涤、在60℃真空干燥5 小时得到SBA-15。
实施例5：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源正硅酸乙酯，模板剂和硅源的摩尔比为0.01:1；将模板剂和硅源加入pH为3的HCl溶液中，40℃下充分搅拌6h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为600 W，8 min 内将温度从室温升至120℃晶化，晶化14 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末，将白色粉末550℃煅烧10h得到SBA-15。
对比例1：
一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，包括如下步骤：
分别称取模板剂三嵌共聚物P123和硅源正硅酸乙酯，模板剂和硅源的摩尔比为0.04:1；将模板剂和硅源加入pH为4的HCl溶液中，15℃下充分搅拌12h；将搅拌后的混合物放入微波反应器自带的聚四氟乙烯反应釜中，调节微波功率为800 W，5 min 内将温度从室温升至140℃晶化，晶化8 h后得到产物。去离子水洗涤，真空干燥后得到白色粉末，将白色粉末550℃煅烧12h得到样品。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，分别称取模板剂和硅源，在pH为2-3的酸性介质中充分搅拌；
步骤2，将搅拌后的混合物置于微波反应器中晶化，洗涤干燥，得到白色粉末；
步骤3，将白色粉末去除模板剂得到SBA-15。
2.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述模板剂与以硅计的硅源的摩尔比为0.01-0.05:1。
3.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述硅源为硅溶胶、正硅酸甲酯、正硅酸四乙酯和水玻璃其中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述模板剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
5.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述酸性水溶液为盐酸、硫酸水溶液和硝酸水溶液中的一种或多种；更优选，酸性介质的pH为2.5 。
6.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤1中，搅拌温度为20-40℃；搅拌时间为6-18小时，优选12小时。
7.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述微波反应器型号为Mars-5，微波功率为600-1000W；步骤2中，所述晶化温度为80-120℃；步骤2中，微波反应器从室温升至晶化温度所需时间为3-8min；步骤2中，所述晶化时间为8-14h。
8.根据权利要求1所述的一种SBA-15沸石分子筛的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述去除模板剂的方法为焙烧或萃取；所述焙烧的温度为550℃，时间为8-12 小时；所述萃取的溶剂为四氢呋喃，萃取时间为12-36 小时，萃取温度为60-90℃。
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