一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法。涉及介孔材料，提供一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法。将二氧化硅球加入水中，超声后得到二氧化硅球分散液；将阳离子表面活性剂加入二氧化硅球分散液，再加入碱源和铝源进行刻蚀，刻蚀完成后收集沉淀；所得沉淀分散在水中形成分散液，分散液转移至聚四氟乙烯内衬中，将聚四氟乙烯内衬置于反应釜中进行反应，收集沉淀，洗净晾干得白色粉末，除去阳离子表面活性剂即得有序介孔硅铝酸盐空心球。利用二氧化硅球作为模板进行碱刻蚀，通过所添加的阳离子表面活性剂与被溶解的二氧化硅球组分和铝源的协同组装，在模板表面沉积有序介孔硅铝酸盐层，通过“刻蚀-组装”过程实现制备有序介孔硅铝酸盐空心球。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及介孔材料，特别涉及。
技术介绍
1992 年，Mobil 公司的科学家 Beck 和 Kresge 等人(1、C. T. Kresge， Μ. Ε. Leonowicz, W. J. Roth, J. C. Vartul i, J. S. Beck, Nature，1992，359，710-712)首次在碱性介质中用阳离子表面活性剂作模板剂，水热晶化硅酸盐或铝硅酸盐凝胶一步合成出以 MCM-41分子筛为代表的具有有序孔道结构和狭窄孔径分布的M41s介孔分子筛系列材料， 掀起介孔材料研究热潮。由于介孔M41s分子筛的孔壁较薄，且处于无定形的状态，这就使得其水热稳定性不高，限制了它们的应用。同时，由于纯硅M41s分子筛具有中性的骨架结构，缺陷少，离子交换能力小，酸含量和酸强度低，反应活性低，因此限制了它们在催化、吸附、分离和环保等方面的应用。研究表明将Al离子引入到介孔分子筛的骨架，不仅可改善和提高介孔分子筛的水热稳定性，而且当骨架中引入其Al离子后，可增加缺陷数量，提高表面的吸附性能，酸碱性，从而改善其催化性能，提高反应活性。因此有序介孔硅铝酸盐材料受到了研究者的广泛关注。近年来，随着合成和应用研究的深入，设计可控形貌的合成介孔材料成为一个研究的热点。其中，由于其在限域催化和药物传递中的应用价值，以有序介孔二氧化硅空心球为代表的有序介孔空心球的合成具有广阔的应用前景。目前，由于缺乏有效的合成方法，具有高水热稳定性和催化性能的有序介孔硅铝酸盐空心球的可控合成成为了一个亟待解决的难题。现有的有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法(2、Y. S. Li，J. L. Shi，Z. L. Hua, H. R. Chen, Μ. L. Ruan, and D. S. Yan, Nano Letters, 2003, 3,609-612)为利用双表面活性剂 (氢氧化四丙基胺和十六烷基三甲基溴化铵)为软模板，以正硅酸乙脂和硫酸铝为硅源和铝源，并在氢氧化钠的作用下进行水解，最后得到了具有MCM-48型孔道结构的有序介孔硅铝酸盐空心球。由于采用软模板合成法，以上的合成方法最大的缺陷在于难以合成尺寸均一的有序介孔硅铝酸盐空心球，同时也对有序介孔硅铝酸盐空心球的尺寸难以进行有效地调控，因此限制了这种方法的应用性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有有序介孔硅铝酸盐空心球的合成方法中存在的问题， 提供。所述包括以下步骤1)将二氧化硅球加入水中，超声后得到二氧化硅球分散液；2)将阳离子表面活性剂加入步骤1)所得的二氧化硅球分散液，搅拌后再加入碱源和铝源，然后进行刻蚀，刻蚀完成后收集第1次沉淀并洗净；3)取步骤幻所得的第1次沉淀分散在水中形成分散液，将所得的分散液转移至聚四氟乙烯内衬中，然后将聚四氟乙烯内衬置于反应釜反应后，收集第2次沉淀，洗净晾干得白色粉末，从白色粉末中除去阳离子表面活性剂，即得有序介孔硅铝酸盐空心球。在步骤1)中，所述二氧化硅球与水的质量比可为1 (25 200)；所述超声的时间可为10 30min，优选30min。在步骤幻中，所述二氧化硅球与阳离子表面活性剂的质量比可为25 (3 5)，所述阳离子表面活性剂表面活性剂可为长链烷基的季铵盐等，最好为十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵等；所述碱源、铝源和二氧化硅球的质量比可为 1:1: (1.66 3. 32)，最好为1 1 3. 32 ；所述碱源最好为无水碳酸钠等，所述铝源最好为偏铝酸钠等；所述刻蚀的条件为刻蚀的温度50 90°C，刻蚀的时间3 Mh，优选刻蚀的温度为90°C，刻蚀的时间为池。在步骤；3)中，所述第1次沉淀和水的质量比可为1 (25 200)；所述分散液与所述聚四氟乙烯内衬的体积比可为1 0 ；3)；所述反应的温度可为100 150°C，最好为150°C ；反应的时间可为M 72h，最好为48h ；所述洗净可依次用水和乙醇清洗1 3 次，所述除去阳离子表面活性剂可采用丙酮萃取的方法。本专利技术所得有序介孔硅铝酸盐空心球为典型的硅铝酸盐，其中Si和Al的比例为 1 (0.1 0.37)；所得有序介孔硅铝酸盐空心球具有典型的介孔材料的吸附行为，比表面可达到400 650m2/g ；具有均一的介孔孔道，孔径可为2. 1 2. 5nm,孔容达到0. 48 0. 6cm3/gο本专利技术利用二氧化硅球作为模板进行碱刻蚀，通过所添加的阳离子表面活性剂与被溶解的二氧化硅球组分和铝源的协同组装，在模板表面沉积有序介孔硅铝酸盐层，通过 “刻蚀-组装”过程实现制备有序介孔硅铝酸盐空心球。相对与其它介孔硅铝酸盐的合成方法，本专利技术的优点在于(1)本专利技术使用廉价的二氧化球作为模板和硅源，就能获得高质量的有序介孔硅铝酸盐空心球。(2)本专利技术通过对二氧化球的控制就能对所得的有序介孔硅铝酸盐空心球尺寸进行调节。(3)本专利技术可以选择温和的溶剂萃取法除去表面活性剂，能够有效地保留有序介孔硅铝酸盐空心球表面的羟基官能团，这就使得能够对其进行表面或是孔道修饰，进步一获得功能化的有序介孔硅铝酸盐空心球。(4)本专利技术所获得的有序介孔硅铝酸盐空心球具有高Al/Si比，增强了其作为路易斯酸催化剂的酸性，使得有序介孔硅铝酸盐空心球能够有良好的应用前景。(5)通过本专利技术制备的有序介孔硅铝酸盐空心球，其孔道结构高度有序，且与内部空腔垂直相通，有很好的应用价值。(6)本专利技术具有可操作性强、成本低廉、反应装置简单、制备过程条件温和、反应过程清洁无污染、反应效率高等优点，相比其他合成方法有良好的工业应用前景。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的SEM图。在图1中，a为有序介孔硅铝酸盐空心球的低倍SEM图，标尺为5 μ m，其中插图为所用二氧化硅球模板的 SEM图，插图标尺为500nm ；b为有序介孔硅铝酸盐空心球的高倍SEM图，标尺为2 μ m。图2为本专利技术实施例制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的SEM图。在图2中，a为有序介孔硅铝酸盐空心球的低倍SEM图，标尺为0. 5 μ m ;b为单个有序介孔硅铝酸盐空心球的高倍SEM图，标尺为50nm。图3为本专利技术实施例制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的EDX图。在图3中，横坐标为能量(kV)，纵坐标为强度(a. u.)。图4为本专利技术实施例制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的的氮气吸附曲线图。在图 4中，横坐标为相对压力(P/Po)，纵坐标为吸附量(Cm3g4STPh图5为本专利技术实施例制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的的孔径分布曲线图。在图 5中，横坐标为孔径(nm)，纵坐标为吸附容量(CmY1nnT1)。图6为本专利技术实施例制备的有序介孔硅铝酸盐空心球的SEM图。在图6中，a为有序介孔硅铝酸盐空心球的低倍SEM图，标尺为2 μ m ;b为有序介孔硅铝酸盐空心球的高倍 SEM图，标尺为Iym0具体实施例方式下面通过实施例结合附图对本专利技术作进一步说明。实施例1(1)在玻璃瓶中，将50mg 二氧化硅球加入IOmL水中，并超声30min。(2)将12. 5mg十六烷基三甲基溴化胺加入步骤(1)中的玻璃瓶中，搅拌30min后依次加入20. 5mg偏铝酸钠和26. 5mg无水碳酸钠，再继续搅拌lmin，然后在90°C下搅拌刻蚀池，最后本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法，其特征在于其包括以下步骤：１）将二氧化硅球加入水中，超声后得到二氧化硅球分散液；２）将阳离子表面活性剂加入步骤１）所得的二氧化硅球分散液，搅拌后再加入碱源和铝源，然后进行刻蚀，刻蚀完成后收集第１次沉淀并洗净；３）取步骤２）所得第１次沉淀分散在水中形成分散液，将所得分散液转移至聚四氟乙烯内衬中，然后将聚四氟乙烯内衬置于反应釜反应后收集第２次沉淀，洗净晾干得白色粉末，从白色粉末中除去阳离子表面活性剂，即得有序介孔硅铝酸盐空心球。
【技术特征摘要】
1.一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法，其特征在于其包括以下步骤1)将二氧化硅球加入水中，超声后得到二氧化硅球分散液；2)将阳离子表面活性剂加入步骤1)所得的二氧化硅球分散液，搅拌后再加入碱源和铝源，然后进行刻蚀，刻蚀完成后收集第1次沉淀并洗净；3)取步骤幻所得第1次沉淀分散在水中形成分散液，将所得分散液转移至聚四氟乙烯内衬中，然后将聚四氟乙烯内衬置于反应釜反应后收集第2次沉淀，洗净晾干得白色粉末， 从白色粉末中除去阳离子表面活性剂，即得有序介孔硅铝酸盐空心球。2.如权利要求1所述的一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法，其特征在于在步骤 1)中，所述二氧化硅球与水的质量比为1 25 200。3.如权利要求1所述的一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法，其特征在于在步骤1)所述超声的时间为10 30min。4.如权利要求1所述的一种有序介孔硅铝酸盐空心球的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述二氧化硅球与阳离子表面活性剂的质量比为25 3 5，所述碱源、铝源和二氧化硅球的质量比为1 1 1.66 3. 32。5.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑南峰，方晓亮，陈诚，李悦，刘朋昕，刘召辉，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92
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