一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种Y沸石

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法


[0001]本专利技术属于多孔无机材料合成领域，具体地说是一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料及其合成方法。

技术介绍

[0002]具有核壳结构的材料是一种重要的新型材料，它的典型特征就是以某一材料作为核心相，在核心相的外表面生长一层同种类或异种类的材料形成壳层，形成类似蛋壳形式的复合结构。由于核壳材料具有独特的结构，因而具备了单一结构材料所没有的优势，在化工、环保、光学领域都具有良好的应用前景。但又因其结构独特复杂，所以合成难度远超普通材料，主要是其结构难于控制，机械强度差，对其结构控制及功能化仍然需要进一步研究。
[0003]CN103007847A，基于磁性纳米固定化漆酶和离子液体复合微粒及其应用，公开了一种核壳材料的合成方法。技术方案是先制备磁性γ-Fe2O3纳米颗粒；然后以该纳米磁性粒子为核相，正硅酸乙酯和硅烷偶联剂为硅源，利用溶胶-凝胶法制得表面氨基功能化的纳米核壳式磁性二氧化硅；接着经过一系列功能化操作制备出磁性纳米固定化漆酶和离子液体复合微粒，可将其应用于去除水体中污染物的处理。其缺陷是核壳结构不完整机械强度较差，不利于长期使用。
[0004]CN105036070A，“一种金纳米棒-二氧化硅核壳结构纳米材料、制备方法及用途”公开了一种核壳材料的合成方法。其制备方法是先制备手性金纳米棒肩并肩组装体，以此为材料为核心；再将手性金纳米棒肩并肩组装体在醇水体系中包覆二氧化硅壳层，制备出壳层结构的功能材料。其缺陷是核壳结构不够完整，均匀性难控制。r/>[0005]CN102160985A，“具有核壳结构及表面各向异性双功能团的磁性二氧化硅微球及其制备方法”，公开了一种核壳材料的合成方法。其制备方法是先用溶剂热法制备超顺磁性微球作为氧化铁核心；然后利用溶胶-凝胶法在氧化铁上包裹一层二氧化硅，得到了核壳结构的材料；接着对此材料进行功能化处理，最终得到具有高磁响应性和表面双功能基团的磁性二氧化硅核壳材料。其缺陷是核壳结构不完整，机械强度较差，不利于功能化处理。
[0006]CN101885493A，“ZSM-5/β核壳型分子筛的合成方法”，公开了一种核壳材料的合成方法。其制备过程是先对核相ZSM-5分子筛进行处理，使其表面吸附β纳米晶体；然后添加其他原料，经过水热晶化反应得到ZSM-5/β核壳型沸石分子筛。其缺陷是核壳结构不完整，均匀性较差。
[0007]CN106475134A，“一种水滑石为壳/分子筛为核的核壳催化剂及其制备和应用”，公开了一种核壳材料的合成方法。其制备过程是先将氢型分子筛与去离子水混合，超声处理制成A溶液；在将硝酸盐、铵盐和去离子水混合制成B溶液；然后将A溶液与B溶液混合，滴加氨水，制成C溶液；接着C溶液高温搅拌处理，最终得到以分子筛为核且花瓣状水滑石为壳的核壳结构形貌的分子筛。可用于间二硝基苯加氢合成间苯二胺的催化反应。其缺陷是核壳结构不完整，均匀性较差。
[0008]虽然现有技术公开一些核壳结构材料的制备方法，但是这些材料还存在一些缺陷，主要是合成出的核壳材料还不够完美，壳层包覆的不均匀，壳层不稳定易脱落，有些制备方法比较复杂成本较高。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法。本专利技术方法合成的Y沸石-氧化硅复合材料具有核壳结构特征，制备方法简单易行，解决了现有方法得到的核壳材料壳层包覆不均匀和壳层不稳定易脱落等问题，尤其是壳层厚度不容易控制的问题。
[0010]根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法。
[0011]本专利技术提供的一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法，包括以下步骤：（1）将Y沸石、十八烷基三氯硅烷、溶剂混合均匀，之后进行干燥；（2）将醇类与硅源混合均匀，再与步骤（1）得到的物料混合，之后进行干燥；（3）步骤（2）所得混合物料置于醇类蒸气环境中处理，再置于含有醇类和酸类的水蒸气环境中进行反应；（4）步骤（3）反应后固体产物经洗涤、干燥、热处理即得到Y沸石-氧化硅复合材料。
[0012]本专利技术方法中，步骤（1）中所述的Y沸石为普通Y沸石。Y沸石的粒度范围为0.5～10μm。
[0013]本专利技术方法中，步骤（1）中所述的溶剂为苯、甲苯、乙苯中的一种或几种。
[0014]本专利技术方法中，步骤（1）中所述的Y沸石、十八烷基三氯硅烷、溶剂的质量比为1：0.5～3.5：5～12，优选1：0.6～3：6～11。
[0015]本专利技术方法中，步骤（1）中所述混合（可以选择搅拌）应在一定温度条件下进行，所述混合的温度为20～60℃，优选为30～50℃。所述的干燥是指在100～140℃条件下处理5～15h。
[0016]本专利技术方法中，步骤（2）中所述的硅源选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯中的至少一种，优选正硅酸乙酯。
[0017]本专利技术方法中，步骤（2）中所述醇类选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等低碳醇中的至少一种，优选乙醇。所述醇类的用量采用等体积饱和浸渍法确定。
[0018]本专利技术方法中，步骤（2）中Y沸石、醇类和硅源的质量比为1：80～120：0.0008～0.012，优选1：80～120：0.001～0.01。
[0019]本专利技术方法中，步骤（3）中所述醇类选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种，优选乙醇。酸类为甲酸、乙酸、丙酸中的至少一种，优选乙酸。
[0020]本专利技术方法中，步骤（3）中所述醇类蒸气处理操作，是将固态物质在醇类蒸气中进行处理。所述处理的温度为20～60℃，优选30～50℃，时间为1～6h，优选2～5h。Y沸石、醇类的质量比为1：80～120，优选为1：90～110。
[0021]本专利技术方法中，步骤（3）中所述含有醇类和酸类的水蒸气处理操作，是将固态物质在有醇类和酸类的水蒸气中处理，温度是15～80℃，优选20～70℃，时间为10～55h，优选15～60h。Y沸石、酸类、醇类、水的质量比为1：3~10：80～120：80～120，优选1：4~8：90～110：90
～110。
[0022]本专利技术方法中，步骤（4）中所述的洗涤为本领域技术人员熟知的常规操作，洗涤一般是指用去离子水洗涤。通常包括多次分离和洗涤操作，一般为1～6次。干燥条件一般是在100～140℃条件下干燥5～15h。
[0023]本专利技术方法中，步骤（4）中所述热处理温度为180 ℃～300℃，优选为200～280℃；搅拌时间为1～6h，优选2～5h。
[0024]根据本专利技术的第二个方面，本专利技术还提供了一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料。所述核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料具有如下特征：其核心为Y沸石，Y沸石粒度为0.5～10μm；壳层为氧化硅，壳层厚度为10～300nm；复合材料的比表面积为500～800 m2/g。
[0025]本专利技术中，采用透射电子显微镜测量Y沸石-氧化硅复合材料的粒径和壳层厚度，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构Y沸石-氧化硅复合材料的合成方法，包括以下步骤：（1）将Y沸石、十八烷基三氯硅烷、溶剂混合均匀，之后进行干燥；（2）将醇类与硅源混合均匀，再与步骤（1）得到的物料混合，之后进行干燥；（3）步骤（2）所得混合物料置于醇类蒸气环境中处理，再置于含有醇类和酸类的水蒸气环境中进行反应；（4）步骤（3）反应后固体产物经洗涤、干燥、热处理即得到Y沸石-氧化硅复合材料。2.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述Y沸石的粒度范围为0.5～10μm。3.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述的溶剂为苯、甲苯、乙苯中的一种或几种。4.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中Y沸石、十八烷基三氯硅烷、溶剂的质量比为1：0.5～3.5：5～12，优选1：0.6～3：6～11。5.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（1）中混合的温度为20～60℃，优选为30～50℃，所述的干燥是指在100～140℃条件下处理5～15h。6.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的硅源选自正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯中的至少一种。7.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述的醇类选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种；所述醇类的用量采用等体积饱和浸渍法确定。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：范峰，凌凤香，张会成，王少军，杨春雁，金鑫，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：