本发明专利技术公开了一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA‑16介孔材料的方法，将模板剂聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于去离子水和浓盐酸的混合液中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于160‑220℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂得到具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA‑16介孔材料。本发明专利技术通过控制高温晶化的温度实现了一系列具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA‑16介孔材料的合成，同时合成的材料孔壁高度聚合，稳定性高。
A method of synthesis with larger pore size and pore wall of highly polymerized SBA ordered mesoporous materials 16
The invention discloses a method for synthesizing with larger pore size and pore wall height of 16 SBA polymerization ordered mesoporous materials, mixture in the template polyepoxyethane polyepoxypropane polyepoxyethane three F127 block copolymer is dissolved in deionized water and hydrochloric acid, adding TEOS in stirring under the condition of stirring 20h at 40 DEG C, stainless steel reactor filled it with Teflon lined in 160 to 220 DEG C Chen 24h, removed after filtration, washing and drying, and calcining at the temperature of 550 4H with removal of the template with larger pore size and pore wall height of SBA ordered 16 mediated polymerization mesoporous materials. The present invention is synthesized by high temperature crystallization temperature control to achieve a series with large pore and pore wall of highly polymerized ordered SBA 16 mesoporous materials, and the material hole wall synthesis of high degree of polymerization, high stability.
【技术实现步骤摘要】
一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法
本专利技术属于分子筛的合成
，具体涉及一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法。
技术介绍
自1992年Mobile公司使用阳离子表面活性剂CTAB成功合成出介孔分子筛M41S系列以来，介孔分子筛由于在生物化工、医药和环境保护、催化与功能材料等领域具有广大的应用前景，特别是具有较大孔径的有序介孔分子筛在对比较大的生物分子的吸附、分离和固载等方面有着重要的应用，从而受到大量科研工作者的广泛关注。为了得到较大孔径的介孔分子筛，科研工作者做了大量的尝试与研究。Antonietti,M.教授研究组通过调节表面活性剂的碳链长短，成功合成了不同孔径大小的介孔分子筛MCM-41，其中孔径在1.6-4.2nm（BJH）之间可调；复旦大学的赵东元教授研究组利用在合成体系中引入极性有机添加剂，如1,3,5三甲苯、烷烃等作为扩孔剂，成功得到了较大孔径的介孔分子筛材料；Inagaki,S.教授研究组和浙江大学的范杰教授研究组通过提高合成温度，同样能够达到增加孔径的效果，而与此同时，提高水热处理温度，介孔分子筛的缩合程度大大加强，其热稳定性、水热稳定性和机械稳定性在一定程度上都能够得到提高。与前两种方法相比较，提高合成温度是最为直接和有效的方法。当前的研究热点主要集中在较温和的温度（120℃）条件下进行合成的，因传统上认为在高温（>150℃）条件下，碳氢表面活性剂自身就会分解或者其形成的胶束会变形扭曲，从而起不到模板剂的作用，最终不利于介孔分子筛的合成。近几年来，一些在高温（>150℃）条件下合成介孔分子筛的研究已经见诸报道，浙江大学的肖丰收教授研究组就利用氟碳和碳氢混合表面活性剂在高温下合成，成功得到了无机物种高度聚合的有序介孔分子筛，产物的热稳定性和水热稳定性都得到了很大的提高；中国石油大学的鲍晓军教授通过调节pH的高温水热的方法成功实现在200℃高温水热的条件下合成高水热稳定和高度有序介孔分子筛SBA-15，其认为在高温体系下仍能够得到有序的介孔材料，是因为在无机-有机界面上无机孔壁上的硅羟基与模板剂的亲水嵌段之间存在着氢键的相互作用，因此对存在于介孔孔道内的模板剂分子具有保护作用，从而使其在高温水热处理的过程中难于分解。最近浙江大学的肖丰收教授研究组报道，在高温合成介孔分子筛的过程中，表面活性剂只是在初始阶段形成基本骨架时起到至关重要的作用，而在随后的骨架缩合过程中的作用就不是那么重要，即使完全分解也不会影响最终产物的结构。基于这个机理的提出，使得高温条件下大孔径介孔分子筛的合成不再受到表面活性剂分解温度（>140℃）的限制。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种工艺简单且成本低廉的合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法，其特征在于具体过程为：将模板剂聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127（EO106PO70EO106）溶解于去离子水和浓盐酸的混合液中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯（TEOS），并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于160-220℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂得到具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。进一步优选，所述合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法，其特征在于具体步骤为：将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于38mL去离子水和1.65mL10mol/L盐酸的混合液中，在搅拌条件下加入4.5mL正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于180℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂制得具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。本专利技术通过控制高温晶化的温度实现了一系列具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的合成，同时合成的材料孔壁高度聚合，稳定性高。附图说明图1是实施例1制得的具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的XRD谱图；图2是实施例2制得的具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的TEM图片；图3是实施例2制得的具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的29Si-NMR谱图；图4是实施例3制得的具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的N2吸附等温曲线。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于38mL去离子水和1.65mL盐酸（10M）的混合液中，在搅拌的条件下加入4.5mL正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于160℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂制得具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。图1表明得到的SBA-16介孔材料具有高度的有序性。实施例2将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于38mL去离子水和1.65mL盐酸（10M）的混合液中，在搅拌的条件下加入4.5mL正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于180℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂制得具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。由图2可以看到合成的SBA-16介孔材料的孔径较大（窗口大小在11.8-24.7nm之间），并且样品保持了高度有序性，这与XRD的结果相吻合；由图3可以看到合成的SBA-16介孔材料的Q4/(Q3+Q2)的比值非常高为2.42，说明合成样品的孔壁聚合度很大，因此合成材料的热稳定性高。实施例3将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于38mL去离子水和1.65mL盐酸（10M）的混合液中，在搅拌的条件下加入4.5mL正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于200℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂制得具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。由图4可以看到合成SBA-16介孔材料的N2吸附等温曲线具有典型的H2型滞后环，并且滞后环向高比压区移动，说明合成样品的孔径比常规SBA-16介孔材料的孔径变大。实施例4将1g聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于38mL去离子水和1.65mL盐酸（10M）的混合液中，在搅拌的条件下加入4.5mL正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于220℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂制得具有较大孔径本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA‑16介孔材料的方法，其特征在于具体过程为：将模板剂聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于去离子水和浓盐酸的混合液中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于160‑220℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂得到具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA‑16介孔材料。
【技术特征摘要】
1.一种合成具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料的方法，其特征在于具体过程为：将模板剂聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物F127溶解于去离子水和浓盐酸的混合液中，在搅拌的条件下加入正硅酸乙酯，并于40℃搅拌20h，将其装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中于160-220℃陈化24h，取出后过滤、洗涤、烘干，并于550℃煅烧4h以脱除模板剂得到具有较大孔径且孔壁高度聚合的有序SBA-16介孔材料。2.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张朋玲，刘统信，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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