功能化离子液体杂化介孔分子筛mcm-48复合材料及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明属于功能化离子液体固载化领域，公开了一种功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料及其制备方法与应用。制备方法包括如下步骤：（1）将乙醇、去离子水和氨水混合均匀，再加入模版剂，搅拌到完全溶解；（2）利用两种前驱体制备功能化离子液体，将其与正硅酸乙酯混合；（3）再滴加步骤（1）的混合液，生成絮状产物，将产物转入聚四氟乙稀反应釜中水热晶化；（5）抽滤，对滤渣进行化学萃取方法洗涤，真空干燥，活化，得到功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料。本发明方法所制的复合材料结合了功能化离子液体和MCM-48对于post-FGD烟气双重吸附作用，能在较低的温度下实现较好的吸附效果。
【专利说明】功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于功能化离子液体固载化领域，具体涉及一种功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]随着近年来化工技术的发展，离子液体作为一种新型“绿色溶剂”而受到学术界与企业界的广泛重视。与此同时，通过对离子液体进行功能化，可以赋予离子液体新的物化性能与功能。由于功能化离子液体的设计、合成以及应用迅速拓展，大量具有特殊功能的离子液体被合成出来，并广泛地在各个应用领域得到应用。将功能化离子液体采用物理吸附的方式固载于有机聚合物或无机材料表面，能够实现简单分离，但合成的材料稳定性不好，催化活性相对较低，而且重复使用性也不好。因此，充分考虑载体和离子液体的特征，进一步设计和研究高效且可重复使用的固载型功能化离子液体的杂化材料具有十分重要的科学意义和应用价值。
[0003]介孔分子筛MCM-48作为M41S系列介孔分子筛的一员，与直孔道的MCM-41相比，MCM-48的双螺旋型三维孔道结构更具优越性，它不易堵塞和有更好的传输性能，因而在吸附分离等领域拥有更诱人的应用潜力。而将功能化离子液体作为有机组分，通过后嫁接法固载在分子筛的孔壁表面上的功能化离子液体容易脱落，且抗水热稳定性也不是很好。因此采用共水解-缩聚法将功能化离子液体固载到介孔分子筛MCM-48中，此法不仅能很好地将功能化离子液体的结构嵌入分子筛的孔壁内，而且制出来的功能化离子液体杂化介孔硅基材料的水热稳定也比较好。这种复合材料同时具备了介孔分子筛的多孔结构和功能化离子液体的酸碱性双重优点，此材料既具有功能化离子液体的特殊功能，又拥有介孔载体比表面积大、孔道结构规整等优势，它是功能化离子液体固载化研究的一个新方向。
[0004]随着工业的发展，大气污染日益严重，其中如何消除烟道气C02和S02等酸性气体引起世界各国的关注，日本、美国和德国在脱除酸性气体方面进行了大量的研究工作，开发了许多种方法。这些方法可以归为两大类，即抛弃法和回收法。抛弃法中，例如占据重要地位的石灰石法，方法虽然简单，但它产生大量的废渣、废液，造成二次污染。回收法中，其中重要的一种方法是活性炭吸附来脱除酸性气体，此法简单，而且不产生二次污染，但其投资费用高。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料的制备方法，本发明方法结合了功能化离子液体与介孔材料的溶胶-凝胶法技术和杂化材料吸收过程技术，且实验过程操作相对简单，捕集酸性气体效果较好；
[0006]本发明的另一目的在于提供上述制备方法得到的功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料，该功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料不但保留了碱性离子液体和介孔材料原有的功能，并且二者的协同作用可增强杂化材料对酸性气体的吸收功能；
[0007]本发明的再一目的在于提供上述功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料的应用。
[0008]本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0009]一种功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料的制备方法，包括如下步骤:
[0010](I)将0.01mol前驱体A和0.01mol的前驱体B混合并在70~90°C下搅拌回流20~48小时，得到功能化离子液体；
[0011]其中所述前驱体A的通式为R’(CH2)nSi (OEt)3或R’(CH2)nSi (OMt)3,其中R’为
Cl_、Br_、I_
【权利要求】
1.一种功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将0.01mol前驱体A和0.01mol的前驱体B混合并在70~90°C下搅拌回流20~48小时，得到功能化离子液体； 其中所述前驱体A的通式为R’(CH2)nSi (OEt) 3或1?’(CH2)nSi (OMt)3,其中R’为Cl'Br'I'
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)所述模板剂为十六烷基三甲基溴化铵。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述比例为功能化离子液体的摩尔量:正硅酸乙酯的摩尔量=1:19~3:7。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(3)所述溶剂为水、甲醇、乙醇或氯仿中的一种；步骤(7)中所述萃取溶剂为HCl/乙醇混合溶液、NH4Cl/乙醇混合溶液或HCl/水混合溶液中的一种；步骤(8)所述的弱碱性溶剂为0.lmol/L的NaHCO3水溶液或NH3.H2O。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于:步骤(6)所述真空老化的反应温度为120~160°C，反应时间为20~30小时。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述的制备方法制备得到的功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料。
7.根据权利要求6所述的功能化离子液体杂化介孔分子筛MCM-48复合材料在吸附酸性气体中的应用。
8.根据权利要求7所 述的应用，其特征在于:所述酸性气体为C02或S02。
【文档编号】B01J20/30GK103691400SQ201310712552
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】李雪辉, 肖利容, 张磊, 王芙蓉, 于英豪, 王乐夫 申请人:华南理工大学