一种离子液体修饰的介孔材料及其制备，以溶胶-凝胶法制备的SBA-15介孔材料前驱体，以过渡金属负载的甲氧基硅源桥连的双咪唑类离子液体为有机修饰基团，通过共缩聚制备离子液体修饰介孔材料。其可采用通式M-BIM-PMO表示，M为过渡金属Co，Cu，Mn，Zn，Ni中的一种或多种，BIM为双咪唑类离子液体如1,2-二咪唑乙烷1,3-二咪唑丙烷，1,4-二咪唑丁烷1,5-二咪唑戊烷类离子液体的一种或几种，PMO为桥状有机基团修饰的介孔材料，其定义为有序介孔有机硅材料。这种离子液体修饰的介孔材料具有有机基团分散均匀，不阻塞孔道，比表面积大，有机组分不易流失等特点。在催化，吸附等方面有着广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种离子液体修饰的介孔材料及其制备，以溶胶-凝胶法制备的SBA-15介孔材料前驱体，以过渡金属负载的甲氧基硅源桥连的双咪唑类离子液体为有机修饰基团，通过共缩聚制备离子液体修饰介孔材料。其可采用通式M-BIM-PMO表示，M为过渡金属Co，Cu，Mn，Zn，Ni中的一种或多种，BIM为双咪唑类离子液体如1,2-二咪唑乙烷1,3-二咪唑丙烷，1,4-二咪唑丁烷1,5-二咪唑戊烷类离子液体的一种或几种，PMO为桥状有机基团修饰的介孔材料，其定义为有序介孔有机硅材料。这种离子液体修饰的介孔材料具有有机基团分散均匀，不阻塞孔道，比表面积大，有机组分不易流失等特点。在催化，吸附等方面有着广阔的应用前景。【专利说明】一种离子液体修饰的介孔材料及其制备
本专利技术属于纳米材料，具体地说是一种有机修饰介孔材料及其制备。
技术介绍
ΡΜ0是一类有机修饰的介孔材料，结构上它是采用桥状有机硅源为前驱体，制备的 一种有机修饰的介孔氧化硅材料。由于采用了桥状的有机硅烷使得有机基团能够均匀的分 散在材料表面以及孔壁内。这种结构上的特点使得有机基团能够在材料中均匀分散，不易 阻塞孔道，负载量大且具有更高的稳定性。因此使这种材料在催化剂以及吸附等领域有着 非常广泛的应用。 咪唑类离子液体作为一种绿色溶剂具有低蒸汽压，低毒性，高热稳定性且易于调 控等特点在催化等领域有着非常广泛的关注与应用。但这类离子液体自身也存在着一些问 题。例如这类离子液体通常具有非常大的粘度，扩散性不好，反应过程中离子液体无法与反 应物充分混合，反应往往是在离子液体扩散层中进行，活性中心与反应物接触不充分，影响 反应效率，并且反应后离子液体与反应物不易分离，造成离子液体的流失。针对以上离子液 体的问题，目前最有效的解决手段是对离子液体进行固载化，对离子液体的固载常用办法 是嫁接法，即利用离子液体修饰的硅烷嫁接在材料表面来实现。这中方法虽然解决了离子 液体分散以及回收的问题，但对于离子液体而言采用嫁接法固载量往往很低，且容易阻塞 孔道，制约了其在催化剂领域的应用。改变固载方式是解决以上问题的有效途径。根据ΡΜ0 自身的特点，把离子液体采用桥状前驱体的形式进行固载，设计合成离子液体修饰的ΡΜ0 材料能够很好的解决固载量以及孔道阻塞的问题，这对离子液体在催化剂中的实际应用有 着非常重要的意义。这类材料的合成未见报道。
技术实现思路
近年来ΡΜ0的设计与合成获得了大量的研究，成功的合成了不同有机组分的ΡΜ0 新材料，并应用于许多领域。但是对离子液体修饰的ΡΜ0材料研究较少，对这一类结构鲜有 报道。本专利技术的目的在于提供一种离子液体修饰的介孔材料。该介孔材料可以为催化剂设 计，吸附领域等提供新的选择。本专利技术的另一目的在于提供制备上述材料的方法。该方法 操作简便，易于大批量的制备，属于原创的方法。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种离子液体修饰的介孔材料及其制备，以溶胶-凝胶法制备的SBA-15介孔材料 前驱体，以过渡金属负载的甲氧基硅源桥连的咪唑类离子液体为有机修饰基团，通过共缩 聚的制备有机修饰介孔材料。其可采用通式Μ-ΒΙΜ-ΡΜ0表示，Μ为过渡金属Co, Cu，Mn，Zn， Ni中的一种或多种，BM为双咪唑类离子液体如1，2-二咪唑乙烷1，3-二咪唑丙烷，1，4-二 咪唑丁烷1，5-二咪唑戊烷类离子液体的一种或几种，ΡΜ0为桥状有机基团修饰的介孔材 料。 所述离子液体修饰的介孔材料的制备可按以下步骤来操作： 1)将表面活性剂，稀盐酸（1-3M)，蒸馏水在40° C搅拌成微乳液A。其中表面活 性剂用量为3. 5-6. 5克、1-3M的稀盐酸用量为60-120毫升、蒸馏水的质量为20-40克； 正硅酸乙酯，有机硅烷为硅源组成溶液B。正硅酸乙酯用量为6-10克、有机硅烷的 质量1-3克； 在搅拌的条件先，将溶液B加入溶液A中搅拌l-24h。所得混合溶液50-150° C 晶化l-72h。溶液B和溶液A的体积比例10-50; 2)晶化得到乳浊液离心，得到固体，干燥，所得固体以乙醇为溶剂索氏提取l-48h， 去除模板剂，烘干得到产物C。 3)产物C与过渡金属氯盐在乙醇中加热搅拌l-24h，所得固体用乙腈索氏提取 l-48h，烘干，既得 Μ-ΒΜ-ΡΜ0。 所述有机硅烷为桥状1，2-二咪唑乙烷1，3-二咪唑丙烷，1，4-二咪唑丁烷1，5-二 咪唑戊烷类离子液体的一种或几种。所述过渡金属氯盐为氯化钴，氯化铜，氯化锰，氯化锌， 氯化镍的一种或几种。 本专利技术具有如下优点： 本专利技术制备的离子液体修饰的介孔材料有机组分可控，结构规整(见图1和图2)。 具有较高的比表面积比表面积200-800m 2/g，孔径2-7nm，壁厚2-8nm。合成方法简单，在催 化，吸附等领域具有潜在应用。 【专利附图】【附图说明】 图1为离子液体修饰介孔材料的TEM图片。 图2为离子液体修饰介孔材料的XRD图片。 图3为离子液体修饰介孔材料的结构图。 【具体实施方式】 下面通过实施例对本专利技术提供的方法进行详述，但不以任何形式限制本专利技术。 实施例1有机硅烷A制备 取4. 19g3-氯丙基三甲氧基硅烷，10. 36g有机硅烷前驱体1，2-二咪唑乙烷溶于 50mL无水甲苯中。经4-5次氮气置换，在氮气的保护下，110〇C避光反应36h，得到乳黄色油 状产物，产物经5-6次甲苯洗涤，旋蒸出去残留甲苯，最终值得桥状双咪唑离子液体有机硅 烧。 实施例2有机硅烷B- D的制备 有机硅烷B- D的制备方法与实施例1中A的制备相同，不同之处在于B- D有机 硅烷前驱体分别为1，3-二咪唑丙烷、1，4-二咪唑丁烷、1，5-二咪唑戊烷。 实施例3离子液体修饰介孔材料AP的制备 取4. 16g P123,22g KC1溶于100mL2M的稀盐酸已经30g水中，40° C搅拌2h直 至溶液均一稳定形成溶液1。1. 15g有机硅烷A与7. 5g3-氯丙基三甲氧基硅烷溶于1毫升 甲醇中，并快速加入至溶液1中，在40° C条件下老化24h，然后转移至闷罐中，100° C晶 化72h，得到的白色固体反复用乙醇清洗，离心，制得粗产物，粗产物以乙醇为溶剂索氏提取 48h，所得固体烘干即为有机修饰介孔材料AP。 实施例4离子液体修饰介孔材料BP - DP的制备 离子液体修饰介孔材料BP - DP的制备方法与实施例3中AP的制备方法相同，不 同之处在于所用有机硅烷分别为B，C和D。 实施例5Co负载的离子液体介孔材料Co-BIM-PMO的制备 过量的CoCl2与有机修饰介孔材料A- D中的一种或几种在乙醇中加热回流 24h，过滤出固体产物，烘干，所得固体以乙腈为溶剂索氏提取48h，所得固体烘干，即为 Co-BIM-PMO〇 实施例6其他过渡金属负载的离子液体介孔材料Μ-ΒΙΜ-ΡΜ0的制备 其他过渡金属负载的离子液体介孔材料Μ-ΒΙΜ-ΡΜ0的制备方法与实施例3中 Co-BM-PMO中的相同，不同之处在于所用过渡金属盐为CuC12，MnC12，ZnC12，NiC12中的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种离子液体修饰的介孔材料，以溶胶‑凝胶法制备的SBA‑15介孔材料前驱体，以过渡金属通过配位形式负载的甲氧基硅源桥连的双咪唑类离子液体为有机修饰基团，通过共缩聚的制备有机修饰介孔材料；其可采用通式M‑BIM‑PMO表示，M为过渡金属Co、Cu、Mn、Zn、Ni中的一种或二种以上，BIM为双咪唑类离子液体1,2‑二咪唑乙烷、1,3‑二咪唑丙烷、1,4‑二咪唑丁烷、1,5‑二咪唑戊烷类离子液体的一种或二种以上，PMO为桥状有机基团修饰的介孔材料，其定义为有序介孔有机硅材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐杰，郑玺，孙志强，王敏，高进，苗虹，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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