专利名称：一种大孔径有序介孔二氧化硅分子筛的合成方法
技术领域：
本发明属于无机多孔材料技术领域，具体涉及一种二氧化硅介孔分子筛的合成方法，特别是用双亲性非离子嵌段高分子表面活性剂为结构导向剂，合成介孔分子筛的方法。
本发明提出的有序介孔二氧化硅分子筛的合成方法，以双亲性非离子嵌段高分子表面活性剂为结构导向剂，在酸性条件下将硅源水解得到，具体步骤如下首先将嵌段高分子表面活性剂、水、酸、硅源按摩尔比为(0.02-0.10)∶(300-600)∶(10-30)∶(1.0-5.0)混合，在15-80℃下搅拌，形成有机无机复合物，然后在80-150℃高温下进行水热处理，再经过滤、水洗、空气下干燥，并在450-600℃培烧而成。
上述方法中，嵌段高分子表面活性剂可为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。硅源包括有机硅源和无机硅源，有机硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯之一种；无机硅源为硅酸钠或硅溶胶之一种。所用的酸为HCl、H2SO4、HNO3和H3PO4之一种。
本发明合成的介孔二氧化硅分子筛为二维介孔结构(空间群为p6mm)，晶胞参数达到4-6nm，比表面为400-700m2g-1，孔容为0.3-1.0cm3g-1。所得产物经XRD和TEM验证为二维介观结构(p6mm)的介孔二氧化硅分子筛。本发明所采用的结构导向剂价格便宣，因而可降低合成成本，可促进介孔材料大规模工业化生产，同时推动这种新型纳米孔材料在大分子催化、吸附和分离、传感器、微器件以及光、电、磁等功能材料的研究和应用。
产物主要物化性质比表面积550m2g-1，孔容0.7cm3g-1，孔径4.6nm，晶胞参数8.0nm。
实施例2，40℃下，将2.0g EO16PO58EO16溶解于100g1.6 M的硝酸溶液，搅拌均匀后加入6.0g硅酸钠。连续搅拌24小时后，在100℃水热处理24小时后，过滤，去离子水冲洗，真空干燥后于500℃下培烧4小时。
产物主要物化性质比表面350m2g-1，孔容0.87cm3g-1，孔径5.6nm，晶胞参数8.0nm。
实施例3，38℃下，将1.6g EO16PO58EO16溶解于75g1.6 M的盐酸溶液，搅拌均匀后加入5.0g硅酸钠。连续搅拌24小时后，在100℃水热处理24小时后，过滤，去离子水冲洗，真空干燥后于500℃下焙烧4小时。
产物主要物化性质比表面650m2g-1，孔容0.67cm3g-1，孔径6.6nm，晶胞参数9.0nm。
权利要求
1.一种大孔径有序介孔二氧化硅分子筛的合成方法，其特征在于以双亲性非离子嵌段高分子表面活性剂为结构导向剂，在酸性条件下将硅源水解得到，具体步骤如下首先是将嵌段高分子表面活性剂、水、酸、硅源按摩尔比为(0.02-0.10)∶(300-600)∶(10-30)∶(1.0-5.0)混合，在15~80℃下搅拌，形成有机-无机复合物，然后在80~150℃高温下进行水热处理，再经过滤、水洗、空气下干燥，并在450~600℃焙烧而成。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于嵌段高分子表面活性剂为聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于硅源包括有机硅源和无机硅源，有机硅源为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸丁酯之一种；无机硅源为硅酸钠或硅溶胶之一种。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所用的酸为HCl、H2SO4、HNO3或H3PO4之一种。
全文摘要
本发明涉及一种大孔径、高有序度的介孔氧化硅分子筛的合成方法。它以价廉的工业化嵌段高分子共聚物、水、酸和硅源混合，搅拌，得到有机－无机复合物，经高温水处理，再经过滤、水洗、空气下干燥，并焙烧后得到介孔分子筛产物。实验结果表明由此合成的产物为二维六角孔道(p6mm)，具有孔径均一，有序度高，墙厚等优点。由于其具有低廉的合成成本的优势，可极大地促进介孔材料的大规模工业化生产，同时推动这种新型纳米孔材料在大分子催化、吸附和分离、传感器、微器件以及光、电、磁等功能材料的研究和应用。
文档编号C01B39/00GK1390784SQ02136298
公开日2003年1月15日 申请日期2002年7月30日 优先权日2002年7月30日
发明者王丽敏, 范杰, 屠波, 赵东元 申请人:复旦大学