一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及分子篩合成技術領域，特別涉及一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法。
【背景技術】
[0002]微孔材料由于其單一的較小的孔徑而使分子的擴散受到限制，這嚴重影響了沸石在工業(yè)催化中的應用。為了克服這個問題，研宄者們做了大量的工作來擴大分子篩的孔徑，因此發(fā)現(xiàn)了介孔材料。
[0003]介孔材料是指孔徑介于2-50nm的一類多孔材料。介孔材料具有極高的比表面積、規(guī)則有序的孔道結構、狹窄的孔徑分布、孔徑大小連續(xù)可調等特點，使得它在很多微孔沸石分子篩難以完成的大分子的吸附、分離，尤其是催化反應中發(fā)揮作用。然而，由于介孔材料介孔結構單一，其低水熱穩(wěn)定性和單向孔體系的特點限制了它在工業(yè)中的應用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，以解決上述問題。
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，包括如下步驟:
[0006]步驟A，將P123溶解于稀鹽酸中形成第一溶液，取OP-1O將其溶解于水中形成第二溶液，將所述第一溶液和所述第二溶液混合后于36.5°C -37.5 °C水浴磁力攪拌85-95分鐘，然后加入正硅酸乙酯和氟化鉀形成第三溶液，所述P123、所述0P-10、所述正硅酸乙酯和所述氟化鉀的用量比例應使得所述第三溶液中摩爾比為:OP-1O: P123: KF: S12: HCl: H 20 = 0.0085: 0.017: 0.01: I: 5.8: 197 ；
[0007]步驟B，將所述第三溶液繼續(xù)攪拌5.8-6.2小時后，將其裝入不銹鋼反應釜中，950C _105°C晶化23.5-24.5小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，540°C _560°C的空氣焙燒5.8-6.2小時，得到白色粉末狀的多級孔網(wǎng)狀分子篩。
[0008]其中，所述稀鹽酸為2mol/L的稀鹽酸。
[0009]其中，所述步驟A包括步驟:
[0010]稱取Ig的P123并溶解于30ml的2mol/L的鹽酸中形成第一溶液，再稱取0.055gOP-1O并將其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，將兩者混合后于37°C水浴磁力攪拌1.5h，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0.0lg氟化鉀形成第三溶液。
[0011]其中，所述步驟B中將其裝入不銹鋼反應釜中包括步驟:將其裝入帶有聚四氟乙稀內襯的不銹鋼反應Il中。
[0012]其中，所述步驟B包括步驟:
[0013]將所述第三溶液繼續(xù)攪拌6小時后，將其裝入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，100C晶化24小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，5500C的空氣焙燒6小時，得到多級孔網(wǎng)狀分子篩。
[0014]其中，所述步驟B中室溫冷卻之后進行抽濾之前，還包括步驟:用蒸餾水洗滌。
[0015]本發(fā)明實施例提供的多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，采用三嵌段聚合物-非離子表面活性劑P123為模板合成多級孔材料，并在高溫條件下材料的合成過程中加入鹽，用以調節(jié)復合介晶模板與無機前驅體的協(xié)同作用，更容易實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對合成材料的孔道結構、孔徑大小以及形狀等微觀結構的調控；合成的多級孔分子篩存在兩種大小的介孔結構，多級孔材料解決了傳統(tǒng)沸石的傳質問題，因為它能將具有不同孔徑大小的材料綜合到一個材料中，因此具有不同組成、不同介觀有序相、形貌新穎及高水熱穩(wěn)定性的特點。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明實施例提供了一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，包括步驟:
[0017]將一定量的P123加入稀鹽酸溶液中，按比例加入0P-10、水，在一定溫度的水浴中加熱攪拌，然后加入一定量的正硅酸乙酯，繼續(xù)攪拌，再加入一定量的KF，裝入不銹鋼反應釜中，晶化后取出冷卻，抽濾，烘干后得到含硅樣品，最后在馬弗爐中空氣焙燒，得到白色粉末。
[0018]其中，在本申請文件中:
[0019]P123，中文名稱:聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷三嵌段共聚物，化學式PEO-PPO-PEO；
[0020]0P-10，中文名稱:烷基酚聚氧乙烯醚；
[0021]正娃酸乙醋，tetraethylorthosilicate (TEOS)，分子式 Si (OC2H5) 4;
[0022]KF，氟化鉀。
[0023]實施例1
[0024]優(yōu)選地，作為一種可實施方式，該方法包括:
[0025]步驟S110，將P123并溶解于稀鹽酸中形成第一溶液，取0P-10將其溶解于水中形成第二溶液，將第一溶液和第二溶液混合后于36.50C -37.5°C水浴磁力攪拌85-95分鐘，然后加入正硅酸乙酯和氟化鉀形成第三溶液，P123、0P-10、正硅酸乙酯和氟化鉀的用量比例應使得第三溶液中摩爾比為:0P-10: P123: KF: S12: HCl: H2O =
0.0085: 0.017: 0.01: I: 5.8: 197。
[0026]根據(jù)上述摩爾比，可以經過計算精確得到P123以及鹽酸等各原料的用量配置比例，可以有多種實現(xiàn)方式，本發(fā)明實施例不列舉。
[0027]步驟S111，將所述第三溶液繼續(xù)攪拌5.8-6.2小時后，將其裝入不銹鋼反應釜中，950C _105°C晶化23.5-24.5小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，540°C _560°C的空氣焙燒5.8-6.2小時，得到白色粉末狀的多級孔網(wǎng)狀分子篩。
[0028]實施例2
[0029]更優(yōu)地，作為一種較佳的實施方式，該方法包括步驟:
[0030]步驟S210，稱取Ig的P123并溶解于30ml的2mol/L的鹽酸中形成第一溶液，再稱取0.055g的0P-10并將其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，將兩者混合后于37°C水浴磁力攪拌1.5h，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0，01g氟化鉀形成第三溶液。
[0031 ] 步驟S211，將所述第三溶液繼續(xù)攪拌6小時后，將其裝入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，100°C晶化24小時，室溫冷卻，用蒸餾水洗滌，抽濾，烘干，550°C的空氣焙燒6小時，得到多級孔網(wǎng)狀分子篩。
[0032]本文各處，除非特別說明，g為質量單位克，ml為體積單位毫升，h為時間單位小時，mol/L為濃度單位摩爾/升。
[0033]綜上，本發(fā)明采取上述技術方案，具有如下特點:一是其反應條件溫和、制備過程簡單可控、可獲得多種孔徑的多級孔材料；二是在高溫條件下材料的合成過程中加入鹽，用以調節(jié)復合介晶模板與無機前驅體的協(xié)同作用，更容易實現(xiàn)在高溫環(huán)境下對合成材料的孔道結構、孔徑大小以及形狀等微觀結構的調控；三是合成的多級孔分子篩存在兩種大小的介孔結構，這使其具有不同組成、不同介觀有序相、形貌新穎、不同尺度多級孔結構及高水熱穩(wěn)定性等獨特而新穎的性質，在吸附/分離、催化、微電子、生物分子的分離等領域都具有潛在的應用價值。
[0034]需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同因素。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內。
【主權項】
1.一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A，將P123并溶解于稀鹽酸中形成第一溶液，取OP-1O將其溶解于水中形成第二溶液，將所述第一溶液和所述第二溶液混合后于36.5°C -37.5 °C水浴磁力攪拌85-95分鐘，然后加入正硅酸乙酯和氟化鉀形成第三溶液，所述P123、所述0P-10、所述正硅酸乙酯和所述氟化鉀的用量比例應使得所述第三溶液中摩爾比為:0P-10: P123: KF: S12: HCl: H 20 = 0.0085: 0.017: 0.01: I: 5.8: 197 ；步驟B，將所述第三溶液繼續(xù)攪拌5.8-6.2小時后，將其裝入不銹鋼反應釜中，950C _105°C晶化23.5-24.5小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，540°C _560°C的空氣焙燒5.8-6.2小時，得到白色粉末狀的多級孔網(wǎng)狀分子篩。2.根據(jù)權利要求1所述的多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，其特征在于，所述稀鹽酸為2mol/L的稀鹽酸。3.根據(jù)權利要求2所述的多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，其特征在于，所述步驟A包括步驟: 稱取Ig的P123并溶解于30ml的2mol/L的鹽酸中形成第一溶液，再稱取0.055g 0P-10并將其溶解于7.5ml的水中形成第二溶液，將兩者混合后于37°C水浴磁力攪拌1.5h，然后加入2.43ml的正硅酸乙酯和0.0lg氟化鉀形成第三溶液。4.根據(jù)權利要求1所述的多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，其特征在于，所述步驟B中將其裝入不銹鋼反應釜中包括步驟:將其裝入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中。5.根據(jù)權利要求4所述的多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，其特征在于，所述步驟B包括步驟: 將所述第三溶液繼續(xù)攪拌6小時后，將其裝入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，100°C晶化24小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，550°C的空氣焙燒6小時，得到多級孔網(wǎng)狀分子篩。6.根據(jù)權利要求5所述的多級孔網(wǎng)狀分子篩的合成方法，其特征在于，所述步驟B中室溫冷卻之后進行抽濾之前，還包括步驟:用蒸餾水洗滌。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多級孔網(wǎng)狀分子篩合成方法，包括步驟：將Pl23并溶解于稀鹽酸中，取OP-10將其溶解于水中，將兩者混合后于36.5℃-37.5℃水浴磁力攪拌，然后加入正硅酸乙酯和氟化鉀，繼續(xù)攪拌5.8-6.2小時后，將其裝入不銹鋼反應釜中，95℃-105℃晶化23.5-24.5小時，室溫冷卻，抽濾，烘干，540℃-560℃的空氣焙燒5.8-6.2小時，得到白色粉末狀的多級孔網(wǎng)狀分子篩。通過本發(fā)明提供的該合成方法合成的分子篩其介孔結構不單一，形貌新穎且具備高水熱穩(wěn)定性。
【IPC分類】C01B37/00, C01B39/04
【公開號】CN104944438
【申請?zhí)枴緾N201510362059
【發(fā)明人】馬媛媛, 韓福忠, 鄧慶芳, 賈麗華, 馬鳳延, 辛楊, 楊夢旸
【申請人】齊齊哈爾大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月29日