CN109499604A - 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法 - Google Patents

一步法合成介孔wo3/sba-15的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109499604A
CN109499604A CN201711232884.3A CN201711232884A CN109499604A CN 109499604 A CN109499604 A CN 109499604A CN 201711232884 A CN201711232884 A CN 201711232884A CN 109499604 A CN109499604 A CN 109499604A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sba
mesoporous
molecular sieve
preparation
template
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201711232884.3A
Other languages
English (en)
Inventor
朱雯倩
倪忠斌
陈明清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN201711232884.3A priority Critical patent/CN109499604A/zh
Publication of CN109499604A publication Critical patent/CN109499604A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/03Catalysts comprising molecular sieves not having base-exchange properties
    • B01J29/0308Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41
    • B01J29/0341Mesoporous materials not having base exchange properties, e.g. Si-MCM-41 containing arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/39Photocatalytic properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/391Physical properties of the active metal ingredient
    • B01J35/394Metal dispersion value, e.g. percentage or fraction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • B01J37/0018Addition of a binding agent or of material, later completely removed among others as result of heat treatment, leaching or washing,(e.g. forming of pores; protective layer, desintegrating by heat)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/08Heat treatment
    • B01J37/10Heat treatment in the presence of water, e.g. steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/10After treatment, characterised by the effect to be obtained
    • B01J2229/18After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself
    • B01J2229/183After treatment, characterised by the effect to be obtained to introduce other elements into or onto the molecular sieve itself in framework positions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及一种一步法制备介孔WO3/SBA‑15分子筛,属于无机纳米材料技术领域。制备步骤如下:以聚乙二醇一聚丙二醇一聚乙二醇三嵌段高分子表面活性剂为模板剂,加入钨源形成共模板剂,再加入硅源,晶化后煅烧形成介孔结构。本发明的介孔WO3/SBA‑15分子筛具有如下优点:(1)本发明的溶剂只有水,没有其他溶剂,因此不会产生副产物,是环境友好型的;(2)采用一步法合成介孔WO3/SBA‑15,操作简单,制备时间短,节约制备成本,且介孔结构较好,重复性高;(3)本发明的介孔WO3/SBA‑15分子筛具有良好的光催化性能。

Description

一步法合成介孔WO3/SBA-15的方法
技术领域:
本发明涉及一种介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,属于无机纳米材料技术领域。
技术背景:
目前,工业废水已经成为亟待解决的环境问题,尤其是染料废水,由于其排放量大,浓度高,难脱色等特点,造成了很大的环境污染。光催化材料因其可以对染料废水进行降解处理而具有很好的应用前景。
然而很多对染料有较好的光催化性能的材料都只能在紫外光下进行光降解,而紫外光只占太阳光的一小部分,这限制了光催化材料的应用范围。
CN104229924A报道了将稀土元素引入到石墨烯中的合成方法,从而在汞灯下作为光催化染料的催化剂。
CN104229924A报道了在紫外照射下,所合成的高能面暴露的二氧化钛对罗丹明B有着很好的光降解效果。
CN104229924A报道了合成的WO3复合涂料具有在室外光降解甲醛的应用。
由此可见,WO3能在可见光下进行光降解,具有良好的实际应用效果。
介孔材料具有纳米级均一孔道结构和大表面积的一种新型材料,是一种良好的催化剂载体,通过负载或直接合成将活性组分引入介孔载体,可以提供催化反应所需要的活性位。与常规载体相比,介孔材料上的活性组分分散度更好,反应物与活性中心的接触更为充分,尤其适合大流量、高空速的反应体系。
US5672556报道了将一系列过渡金属物种引入到MCM-41介孔材料骨架中的合成方法,这些过渡金属物种包括Ti,V,Sn,Zr,Zn,Cu,Co,Cr等。
US6391278报道了以电中性伯胺或二胺为模板剂室温下合成含过渡金属物种的HMS系列介孔材料,这些过渡金属物种包括Ti,V,Sn,Zr,Zn,Cu,Cr等。
到目前为止,一步法合成的介孔WO3/SBA-15为光催化材料未见报道。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题是以往技术中未涉及一步法制备骨架中含钨的介孔二氧化硅分子筛WO3/SBA-15的问题,提供一种新的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法。该方法制备的分子筛具有较大的比表面积,钨的分散性能好和分散容量大,用于光催化反应,反应活性较高。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:一种介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,以聚乙二醇一聚丙二醇一聚乙二醇三嵌段聚合物M为模板剂,以选自正硅酸四乙酯、硅溶胶、水玻璃或白炭黑为硅源,以选自偏钨酸铵、仲钨酸铵、钨酸钠或六氯化钨为钨源,在酸性条件下,原料摩尔配比如下:
1SiO2:0.01~0.03M:3~10H+:50~200H2O:0.03~0.25WO3
在晶化温度为20~170℃,压力为凝胶混合物的自生压力下,水热晶化6~120小时获得所需的WO3/SBA-15分子筛;
上述技术方案中硅源优选方案选自正硅酸乙酷;钨源优选方案选自钨酸钠。模板剂聚乙二醇—聚丙二醇—聚乙二醇三嵌段聚合物M分子式为H(-OCH2-CH2-)x[-OCH(CH3)CH2-]y(OCH2CH2-)zOH平均分子量为5800,简称P123。制备方法优选方案为在晶化之前,在20~60℃下先将模板剂M溶于酸性水溶液中,然后加入钨源形成共模板,再加入硅源的溶液。晶化温度优选范围为100℃;水热晶化时间优选范围为24小时。
上述技术方案中合成的含钨的SBA-15需经焙烧脱除模板剂处理,焙烧处理可选取在马弗炉或在管式炉中进行;焙烧升温方式可选在惰性气氛下程序升温,升温速度在1~10℃,焙烧温度可选取350℃~800℃,优选500℃~750℃。焙烧时间为氧化气氛1~20小时,优选为3~9小时;惰性气氛1~10小时,优选为3~6小时。本发明通过将钨引入介孔SBA-15分子筛的骨架,使催化剂比表面积大大提高,增加了的钨的分散度,从而提高了光催化反应性能,取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式:
实例一
2.0g P123溶于65ml去离子水中室温搅拌3h,加入10ml 2mol·L-1的盐酸溶液于40℃剧烈搅拌1h,分别将0.36g(m(WO3):m(SiO2)=20%,下同)二水合钨酸钠溶于10ml去离子水后加入上述体系中,搅拌1h后形成澄清溶液,缓慢滴加4.5g正硅酸四乙酯,于40℃搅拌24h。将溶液转移至水热釜中,100℃静置陈化24h,取出,依次用去离子水,乙醇洗涤三次,60℃干燥8h,550℃煅烧6h。准确量取100mL10mg·L-1的罗丹明B溶液于烧杯中,加入0.10g的催化剂,在黑暗中搅拌1h,取样,然后以200W的氙灯为光源照射,每隔30min取样1次,取6次样,样品经离心分离,取上层清液,用紫外可见分光光度计在最佳吸收波长(552nm)处测量吸光度,根据公式其中D为降解率,A0为初始溶液吸光度,A为剩余溶液吸光度)。最后计算得到罗丹明B的降解率为60.8%。
实例二
2.0g P123溶于65ml去离子水中室温搅拌3h,加入10ml 2mol·L-1的盐酸溶液于40℃剧烈搅拌1h,分别将0.54g(m(WO3):m(SiO2)=30%)二水合钨酸钠溶于10ml去离子水后加入上述体系中,搅拌1h后形成澄清溶液,缓慢滴加4.5g正硅酸四乙酯,于40℃搅拌24h。将溶液转移至水热釜中,100℃静置陈化24h,取出,依次用去离子水,乙醇洗涤三次,60℃干燥8h,550℃煅烧6h。准确量取100mL10mg·L-1的罗丹明B溶液于烧杯中,加入0.10g的催化剂,在黑暗中搅拌1h,取样,然后以200W的氙灯为光源照射,每隔30min取样1次,取6次样,样品经离心分离,取上层清液,用紫外可见分光光度计在最佳吸收波长(552nm)处测量吸光度,根据公式其中D为降解率,A0为初始溶液吸光度,A为剩余溶液吸光度)。最后计算得到罗丹明B的降解率为62.2%。
实例三
2.0gP123溶于65ml去离子水中室温搅拌3h,加入10ml 2mol·L-1的盐酸溶液于40℃剧烈搅拌1h,分别将0.72g(m(WO3):m(SiO2)=40%)二水合钨酸钠溶于10ml去离子水后加入上述体系中,搅拌1h后形成澄清溶液,缓慢滴加4.5g正硅酸四乙酯,于40℃搅拌24h。将溶液转移至水热釜中,100℃静置陈化24h,取出,依次用去离子水,乙醇洗涤三次,60℃干燥8h,550℃煅烧6h。准确量取100mL10mg·L-1的罗丹明B溶液于烧杯中,加入0.10g的催化剂,在黑暗中搅拌1h,取样,然后以200W的氙灯为光源照射,每隔30min取样1次,取6次样,样品经离心分离,取上层清2液,用紫外可见分光光度计在最佳吸收波长(552nm)处测量吸光度,根据公式其中D为降解率,A0为初始溶液吸光度,A为剩余溶液吸光度)。最后计算得到罗丹明B的降解率为73.4%。
实例四
2.0gP123溶于65ml去离子水中室温搅拌3h,加入10ml 2mol·L-1的盐酸溶液于40℃剧烈搅拌1h,分别将0.90g(m(WO3):m(SiO2)=50%)二水合钨酸钠溶于10ml去离子水后加入上述体系中,搅拌1h后形成澄清溶液,缓慢滴加4.5g正硅酸四乙酯,于40℃搅拌24h。将溶液转移至水热釜中,100℃静置陈化24h,取出,依次用去离子水,乙醇洗涤三次,60℃干燥8h,550℃煅烧6h。准确量取100mL10mg·L-1的罗丹明B溶液于烧杯中,加入0.10g的催化剂,在黑暗中搅拌1h,取样,然后以200W的氙灯为光源照射,每隔30min取样1次,取6次样,样品经离心分离,取上层清液,用紫外可见分光光度计在最佳吸收波长(552nm)处测量吸光度,根据公式其中D为降解率,A0为初始溶液吸光度,A为剩余溶液吸光度)。最后计算得到罗丹明B的降解率为64.8%。

Claims (6)

1.一种一步法制备介孔WO3/SBA-15分子筛的方法,以聚乙二醇—聚丙二醇—聚乙二醇三嵌段聚合物M为模板剂,以选自正硅酸四乙酯、硅溶胶、水玻璃或白炭黑为硅源,以选自偏钨酸铵、仲钨酸铵、钨酸钠或六氯化钨为钨源,在酸性条件下,原料摩尔配比如下:
1SiO2:0.01~0.03M:3~10H+:50~200H2O:0.03~0.25WO3
在晶化温度为20~170℃,压力为凝胶混合物的自生压力下,水热晶化6~120小时获得所需的WO3/SBA-15分子筛。
2.根据权利要求1所述的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,其特征在于钨源选自钨酸钠。
3.根据权利要求1所述的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,其特征在于硅源选自正硅酸四乙酯。
4.根据权利要求1所述的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,其特征在于晶化温度为100℃,晶化时间24小时。
5.根据权利要求1所述的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,其特征在于在晶化之前,在20~60℃下先将模板剂M溶于酸性水溶液中,然后加入钨源形成共模板,再加入硅源的溶液。
6.根据权利要求1所述的介孔WO3/SBA-15分子筛的制备方法,其特征在于酸性水溶液的酸选自盐酸。
CN201711232884.3A 2017-11-29 2017-11-29 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法 Withdrawn CN109499604A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232884.3A CN109499604A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711232884.3A CN109499604A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109499604A true CN109499604A (zh) 2019-03-22

Family

ID=65745376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711232884.3A Withdrawn CN109499604A (zh) 2017-11-29 2017-11-29 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109499604A (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1446631A (zh) * 2003-01-30 2003-10-08 复旦大学 一种用于合成戊二醛的含钨介孔分子筛催化剂及其制造方法
CN101172240A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 中国石油化工股份有限公司 介孔wo3/sba-15分子筛的制备方法
CN101172241A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 中国石油化工股份有限公司 用于烯烃歧化反应的催化剂

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1446631A (zh) * 2003-01-30 2003-10-08 复旦大学 一种用于合成戊二醛的含钨介孔分子筛催化剂及其制造方法
CN101172240A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 中国石油化工股份有限公司 介孔wo3/sba-15分子筛的制备方法
CN101172241A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 中国石油化工股份有限公司 用于烯烃歧化反应的催化剂

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K. JOTHIVENKATACHALAM ET AL: "Facile synthesis of WO3 with reduced particle size on zeolite and enhanced photocatalytic activity", 《RSC ADV.》 *
李叶生 等: "水热法制备自组装纺锤形WO3及其光催化性能", 《稀有金属材料与工程》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103252244B (zh) 一种可见光响应型氯氧铋光催化剂的制备及其应用方法
CN102335602B (zh) 一种钨酸铋复合光催化剂及其制备和应用
CN109402656A (zh) 一种磷化钴修饰钼掺杂钒酸铋光电极的制备方法
CN106944074B (zh) 一种可见光响应型复合光催化剂及其制备方法和应用
CN107986380B (zh) 一种N掺杂包裹型TiO2光催化剂降解废水的工艺
CN102218335B (zh) 具有太阳光催化活性及疏水的负载型光催化剂制备方法
CN103691415A (zh) 高结晶度、规则介孔结构的二氧化钛-二氧化硅纳米复合物、制备方法及其应用
CN103977826A (zh) 一种改性的TiO2涂层及其制备方法
CN104402938B (zh) 一种多酸基镍配合物复合材料及其制备方法与应用
CN105771962A (zh) 一种近红外响应的碳量子点/Bi2MoO6光催化剂及制备方法
CN103785429B (zh) 一种磷酸银/石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法
CN103320839B (zh) 去除有机污染物的二氧化钛纳米管阵列光电极的制备方法
CN103212447B (zh) 一种稀土金属离子印迹负载型复合光催化剂的制备方法
CN106140241A (zh) 氧离子表面调控的纳米g‑C3N4有机光催化剂及其制备方法和应用
CN103785131B (zh) 一种催化降解有机污染物的方法
CN107890883A (zh) 一种复合光催化剂的制备方法
CN107899594B (zh) 一种碳点修饰羟基磷酸铜光催化材料及其制备方法
CN109499604A (zh) 一步法合成介孔wo3/sba-15的方法
CN103506104B (zh) 玻璃片载体上碳掺杂TiO2可见光响应催化膜及其制备方法
CN108505098A (zh) Pt负载富硫二硫化钼边界位点修饰二氧化钛纳米管阵列的制备方法
CN105749945B (zh) 一种Fe(Ш)/Bi2O2CO3光催化剂的制备方法
Palanivel et al. Morphological expedient flower like nanostructures WO3–TiO2 nanocomposite material and its multi applications
CN104815654A (zh) 一种可见光纳米复合光催化材料及其制备方法
CN108298632B (zh) 一种纳米TiO2光催化剂降解染料废水的工艺
CN104826639B (zh) 磷酸银/还原石墨烯/二氧化钛纳米复合材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190322

WW01 Invention patent application withdrawn after publication