CN110422857A - 一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Sn‑beta分子筛纳米晶的制备方法，包括：将0.006～0.042g四氯化锡与4.21‑20g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合后，在40‑90℃的温度下干燥30‑720min，获得混合溶液；将所述混合溶液与1～5g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；在蒸汽辅助的条件下，对所述混合物进行晶化处理，获得结晶产物；对所述结晶产物依次经过冷却、洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得高结晶度的Sn‑beta分子筛纳米晶。本发明的合成步骤简单，无需使用晶种和引入F离子，且在短时间内便可制备出晶化完全，制备出的Sn‑beta分子筛纳米晶分散性好，粒径分布均匀，同时，本方法合成过程使用的模板剂和水用量小，因此，本方法还具有成本低、环境污染小、有利于工业化生产等优点。

Description

一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法
技术领域
本发明属于分子筛纳米晶技术领域，具体涉及一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法。
背景技术
传统沸石具有均一微孔、表面酸点丰富、比表面积大、水热稳定性好、等优点，被广泛应用于吸附、多相催化、分子分离等方面。然而，由于沸石的孔径通常小于0.7nm，当涉及大分子反应的催化剂时，其在晶体中的扩散限制是一个非常严重的问题。可以制备纳米分子筛，缩短扩散路径长度，来解决这一问题。目前纳米分子筛已经广泛的应用于吸附剂、多相催化、分子分离等传统领域，而且还将其应用扩展到微生物燃料电池、化学传感、化妆品和食品、光学器件、生物医学和药物递送等新兴领域。
纳米分子筛一般采用常规水热晶化合成法制备，相对于常规微米沸石的制备合成过程复杂，需要引入F离子或者晶种，且用水量大并且难以过滤收集产品，造成生产成本高，废水处理困难，不易形成规模化生产。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法。
为了实现上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：
一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，包括：
将0.006～0.042g四氯化锡与4.21-20g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合后，在40-90℃的温度下干燥30-720min，获得混合溶液；
将所述混合溶液与1～5g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
在蒸汽辅助的条件下，对所述混合物进行晶化处理，获得结晶产物；
对所述结晶产物依次经过冷却、洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
进一步的，在将四氯化锡与四乙基氢氧化铵溶液混合后，以450～550r/min的搅拌速度，搅拌1～24h，再在40～90℃干燥30～720min，即可获得混合溶液。
进一步的，所述晶化处理的晶化温度为100～200℃，晶化时间为20～72h。
进一步的，所述晶化处理在水热反应釜中进行，且在所述水热反应釜衬中放入2-10ml的去离子水。
进一步的，所述混合物放入开口的玻璃器皿中，之后将玻璃器皿放入所述水热反应釜釜衬中，并要防止所述玻璃器皿外的水进入所玻璃器皿中。
进一步的，所述洗涤处理包括：对结晶产物进行离心洗涤处理，洗涤次数为1～3次，离心转速为8000～12000r/min。
进一步的，所述煅烧处理的煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为6～24小时。
进一步的，所述Sn-beta分子筛纳米晶的粒径为40～110纳米。
本发明提供的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，合成步骤简单，无需使用晶种和引入F离子，且在短时间内便可制备出晶化完全，制备出的Sn-beta分子筛纳米晶分散性好，粒径分布均匀，同时，本方法合成过程使用的模板剂和水用量小，因此，本方法还具有成本低、环境污染小、有利于工业化生产等优点。
附图说明
图1为本发明示例性实施例1制备的Sn-beta分子筛纳米晶的XRD图；
图2为本发明示例性实施例1制备的Sn-beta分子筛纳米晶的SEM照片；
图3为本发明示例性实施例2制备的Sn-beta分子筛纳米晶的XRD图；
图4为本发明示例性实施例2制备的Sn-beta分子筛纳米晶的SEM照片；
图5为本发明示例性实施例3制备的Sn-beta分子筛纳米晶的XRD图；
图6为本发明示例性实施例3制备的Sn-beta分子筛纳米晶的SEM照片。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.006～0.042g四氯化锡与4.21-20g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合，以450～550r/min的搅拌速度，搅拌1～24h后，再在40～90℃干燥120～720min，制得混合溶液；
(2)将混合溶液与1～5g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
(3)将混合物移入到开口玻璃的器皿中，之后将其转入水热反应釜釜衬中，水热反应釜衬中加入2-10ml去离子水，并要防止玻璃器皿外的水进入所玻璃器皿中；在蒸汽辅助的条件下，将水热反应釜调至100～200℃后，对混合物进行晶化处理，其晶化时间为6～72h，获得结晶产物；
(4)对结晶产物自然冷却至室温，然后将产物在离心转速为8000～12000r/min的离心机内洗涤1～3次，再干燥，最后在500～600℃的温度下，在空气气氛下煅烧6～24小时，即可获得粒径为40～110nm的高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
本发明提供的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，合成步骤简单，无需使用晶种和引入F离子，且在短时间内便可制备出晶化完全(晶化时间短，最短20h便可结晶)，制备出的Sn-beta分子筛纳米晶分散性好，粒径分布均匀，并通过控制晶化处理时的参数控制Sn-Beta分子筛纳米晶的粒径；同时，与传统的干凝胶转变法不同，在反应物中保持少量水能够使纳米晶快速形成，一方面防止完全蒸干造成的模板剂(四乙基氢氧化铵溶液)的损失，另一方面少量水有助于提高过饱和度，有利于大量成核和晶体生长，因此，本方法合成过程使用的模板剂和水用量小，进而不但降低了本方法的成本，而且还减少了对环境的污染，有利于工业化生产。
实施例1
一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.021g四氯化锡与4.21g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合，以500r/min的搅拌速度，搅拌12h后，再在70℃干燥120min，制得混合溶液；
(2)将混合溶液与4.8g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
(3)将混合物移入到开口玻璃的器皿中，之后将其转入水热反应釜釜衬中，水热反应釜衬中加入2ml去离子水，并要防止玻璃器皿外的水进入所玻璃器皿中；在蒸汽辅助的条件下，将水热反应釜调至160℃后，对混合物进行晶化处理，其晶化时间为20h，获得结晶产物；
(4)对结晶产物自然冷却至室温，然后将产物在离心转速为10000r/min的离心机内洗涤2次，再干燥，最后在580℃的温度下，在空气气氛下煅烧12小时，即可获得粒径约为100nm的高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
从图1可以看出，有beta特征峰出现，证明Sn-beta成功结晶,从图2可以看出，Sn-beta的形貌完整，粒径分布均匀，基本在100nm左右。
实施例2
一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.042g四氯化锡与8.42g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合，以450r/min的搅拌速度，搅拌1h后，再在65℃干燥180min，制得混合溶液；
(2)将混合溶液与5g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
(3)将混合物移入到开口玻璃的器皿中，之后将其转入水热反应釜釜衬中，水热反应釜衬中加入5ml去离子水，并要防止玻璃器皿外的水进入所玻璃器皿中；在蒸汽辅助的条件下，将水热反应釜调至165℃后，对混合物进行晶化处理，其晶化时间为26h，获得结晶产物；
(4)对结晶产物自然冷却至室温，然后将产物在离心转速为8000r/min的离心机内洗涤1次，再干燥，最后在500℃的温度下，在空气气氛下煅烧6小时，即可获得粒径为50纳米左右的高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
从图3可以看出，有beta特征峰出现，证明Sn-beta成功结晶,从图4可以看出，Sn-beta的形貌完整，平均粒径约为50nm且粒径分布较窄。
实施例3
一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，包括如下步骤：
(1)将0.006g四氯化锡与20g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合，以550r/min的搅拌速度，搅拌24h后，再在90℃干燥720min，制得混合溶液；
(2)将混合溶液与3g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
(3)将混合物移入到开口玻璃的器皿中，之后将其转入水热反应釜釜衬中，水热反应釜衬中加入4ml去离子水，并要防止玻璃器皿外的水进入所玻璃器皿中；在蒸汽辅助的条件下，将水热反应釜调至155℃后，对混合物进行晶化处理，其晶化时间为72h，获得结晶产物；
(4)对结晶产物自然冷却至室温，然后将产物在离心转速为12000r/min的离心机内洗涤3次，再干燥，最后在600℃的温度下，在空气气氛下煅烧24小时，即可获得粒径为50nm的高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
从图5可以看出，有beta特征峰出现，证明Sn-beta成功结晶,从图6可以看出，Sn-beta的形貌完整，平均粒径约为50nm且粒径分布较窄。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，包括：
将0.006～0.042g四氯化锡与4.21-20g四乙基氢氧化铵的质量分数为35％的溶液混合后，在40-90℃的温度下干燥30-720min，获得混合溶液；
将所述混合溶液与1～5g的白炭黑混合均匀后，制得混合物；
在蒸汽辅助的条件下，对所述混合物进行晶化处理，获得结晶产物；
对所述结晶产物依次经过冷却、洗涤、干燥、煅烧处理，即可获得高结晶度的Sn-beta分子筛纳米晶。
2.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，在将四氯化锡与四乙基氢氧化铵溶液混合后，以450～550r/min的搅拌速度，搅拌1～24h，再在40～90℃干燥30～720min，即可获得混合溶液。
3.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，所述晶化处理的晶化温度为100～200℃，晶化时间为20～72h。
4.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，所述晶化处理在水热反应釜中进行，且在所述水热反应釜衬中放入1-10ml的去离子水。
5.根据权利要求4所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，所述混合物放入开口的玻璃器皿中，之后将玻璃器皿放入所述水热反应釜釜衬中，并要防止所述水热反应釜釜衬中的水进入所玻璃器皿中。
6.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，所述洗涤处理包括：对所述结晶产物进行离心洗涤处理，洗涤次数为1～3次，离心转速为8000～12000r/min。
7.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，其特征在于，所述煅烧处理的煅烧温度为500～600℃，煅烧时间为6～24小时。
8.根据权利要求1所述的一种Sn-beta分子筛纳米晶的制备方法，所述Sn-beta分子筛纳米晶的粒径为40～110nm。
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