一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料及制备方法，属于材料制备技术领域。因为本发明专利技术采用了介孔二氧化硅作为微孔沸石的粘结剂，所以不仅能够保持微孔沸石原有的的催化活性和选择性，还能够改善微孔沸石的吸附性能。因为本发明专利技术提供的一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法包括：表面活性剂溶液的配制，加入硅源、微孔沸石进行搅拌，通过抽滤、洗涤、喷雾造粒或挤压造粒、煅烧，得到沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，所以本发明专利技术提供的方法操作简单，对设备要求低，产物产量高，原料来源广泛，还可以通过选择成型手段精准控制微球粒径分布，适于工业化生产。适于工业化生产。适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料制备
，具体涉及一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料及制备方法。

技术介绍

[0002]微孔沸石是一种具有均匀微孔结构、良好水热稳定性和催化性能的无机材料，被广泛应用于吸附分离和工业催化等领域。但微孔沸石通常为极细的粉末，回收困难，易流失，不适宜直接装入大型化工设备。
[0003]因此，需要通过引入成型助剂，使微孔沸石具有适宜的形状、大小和强度等。例如B.K.Czarnetzki等人(Applied CatalysisA:General 2011,391,254-260)将ZSM-5与粘合剂磷酸铝水合物混合后，通过挤压成型的方法制备了大小在0.3～5μm的固定床MTO催化剂AlPO4/ZSM-5。徐龙伢等人(中国专利公开号CN101856622A)将稀土-ZSM-5/ZSM-11、氧化铝、高岭土和水混合，并控制混合物中固体与水的重量比为0.2～0.5，通过喷雾干燥法制备了稀土-ZSM-5/ZSM-11活性组分质量分数为25～45％的吡啶碱共结晶沸石催化剂。
[0004]但是，挤压成型和喷雾干燥成型的过程中都需要添加黏结剂和胶溶剂等物质，这些物质的加入一方面减少了活性组分的含量，降低了微孔沸石的催化性能；另一方面堵塞或覆盖了微孔沸石表面的孔道，降低微孔沸石孔道利用率。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料及制备方法。
[0006]本专利技术提供了沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，具有这样的特征，包括：微孔沸石；以及介孔二氧化硅，用于包覆黏结微孔沸石。
[0007]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料中，还可以具有这样的特征：其中，介孔二氧化硅为通过模板剂合成的介孔二氧化硅，模板剂为阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。
[0008]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料中，还可以具有这样的特征：其中，介孔二氧化硅为蠕虫状介孔二氧化硅MSU或介孔二氧化硅HMS。
[0009]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料中，还可以具有这样的特征：其中，微孔沸石的拓扑结构为FAU、MFI、FER、BEA、MOR、MEL、Linda-A、CHA、AEL、AFL、ATO中的任意一种。
[0010]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料中，还可以具有这样的特征：其中，微孔沸石与介孔二氧化硅的质量比为(1-5):1。
[0011]本专利技术提供了沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法，用于制备上述任意一项的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，具有这样的特征，包括如下步骤：
[0012]步骤1，配制混合液A，混合液A包括表面活性剂和水；
[0013]步骤2，在搅拌条件下，向混合液A中加入硅源，得混合液B；
[0014]步骤3，在搅拌条件下，向混合液B加入微孔沸石，继续搅拌老化，得混合液C；
[0015]步骤4，将混合液C抽滤，取固体、洗涤，得粗品；
[0016]步骤5，将粗品喷雾造粒得球形颗粒；
[0017]步骤6，将球形颗粒煅烧，得产品。
[0018]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，缩聚催化剂为质子酸、碱或氟化物中的一种或多种。
[0019]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，混合液A还包括缩聚催化剂。
[0020]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，混合液A中表面活性剂和水的质量比为(0.5-2.5):60。
[0021]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，表面活性剂和硅源的质量比为1：(3-5)。
[0022]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，微孔沸石和硅源的质量比为(0.4-4):1。
[0023]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，步骤3中老化时间为24-50h，优选为48h。
[0024]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：还包括：步骤7，对产品进行进一步筛分得到指定尺寸范围的微球材料。
[0025]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，煅烧温度为500-600℃。
[0026]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，表面活性剂包括长链伯胺类阳离子表面活性剂、长链季铵盐类阳离子表面活性剂、多头季铵盐类阳离子表面活性剂、聚环氧乙烷类非离子表面活性剂、两亲性嵌段共聚物类非离子表面活性剂(如PEO-PPO-PEO)以及山梨糖醇脂类非离子表面活性剂中的一种或多种，优选地，表面活性剂为聚环氧乙烷类非离子表面活性剂。
[0027]在本专利技术提供的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法中，还可以具有这样的特征：其中，硅源为正硅酸四乙酯、正硅酸四丁酯、正硅酸四甲酯、正硅酸四丙酯、水玻璃及白炭黑中的任意一种。
[0028]本专利技术提供的一种扬声器，具有这样的特征：扬声器的后腔填料采用上述任意一项的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料。
[0029]专利技术的作用与效果
[0030]根据本专利技术所涉及的一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，因为本专利技术采用了介孔二氧化硅作为微孔沸石的粘结剂，所以不仅能够保持微孔沸石原有的的催化活性和选择性，还能够改善微孔沸石的吸附性能。
[0031]根据本专利技术提供的一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法，因为包括表面活性剂溶液的配制，加入硅源、微孔沸石进行搅拌，通过抽滤、洗涤、喷雾造粒、煅烧，得到沸石/介孔二氧化硅复合微球材料。所以本专利技术提供的方法操作简单，对设备要求低，产物产量高，原料来源广泛，还可以通过选择成型手段精准控制微球粒径分布，适于工业化生
产。
附图说明
[0032]图1是沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法的步骤示意图；
[0033]图2是本专利技术中实施例1制得的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的X射线衍射谱图；
[0034]图3是本专利技术实施例2制得的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的光学显微镜照片；
[0035]图4是本专利技术实施例3制得的沸石介孔二氧化硅复合微球材料的SEM图；
[0036]图5是本专利技术实施例3制得的沸石介孔二氧化硅复合微球材料的TEM图；
[0037]图6是本专利技术实施例4制得的沸石介孔二氧化硅复合微球材料的N2吸附-脱附等温曲线图；以及
[0038]图7是本专利技术实施例4制得的沸石介孔二氧化硅复合微球材料的DFT孔径分布图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，其特征在于，包括：微孔沸石；以及介孔二氧化硅，用于包覆黏结所述微孔沸石。2.根据权利要求1所述的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，其特征在于，其中，所述介孔二氧化硅为通过模板剂合成的介孔二氧化硅，所述模板剂为阳离子表面活性剂或非离子表面活性剂。3.根据权利要求1所述的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，其特征在于，其中，所述微孔沸石的拓扑结构为FAU、MFI、FER、BEA、MOR、MEL、Linda-A、CHA、AEL、AFL、ATO中的任意一种。4.根据权利要求1所述的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，其特征在于，其中，所述微孔沸石与所述介孔二氧化硅的质量比为(1-5):1。5.沸石/介孔二氧化硅复合微球材料的制备方法，用于制备权利要求1-4中任意一项所述的沸石/介孔二氧化硅复合微球材料，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，配制混合液A，所述混合液A包括表面活性剂和水；步骤2，在搅拌条件下，向所述混合液A中加入硅源，得混合液B；步骤3，在搅拌条件下，向所述混合液B加入微孔沸石，继续搅拌老化，得混合液C；步骤4...

【专利技术属性】
技术研发人员：车顺爱，曾逸飞，韩璐，韩光，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：