本发明专利技术公开了一种Ti-MCM-41介孔分子筛的合成方法，该方法是以钛酸四丁酯为钛源，在合成母液中加入H2O2作为络合剂，以抑制钛酯的水解速度，在家用微波炉中直接合成Ti-MCM-41。本发明专利技术解决了现有技术中晶化反应时间长、水热稳定性差、颗粒不均匀、操作复杂等问题，在满功率700W，30％功率条件下，间歇反应40min，经抽滤、水洗、干燥后，550℃焙烧6h，即得Ti-MCM-41。本发明专利技术制备的Ti-MCM-41介孔分子筛骨架结构规则、颗粒均匀、热稳定性高。本发明专利技术方法可用于Ti-MCM-41分子筛的工业制备中。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种T1-MCM-41介孔分子筛的合成方法，尤其是一种在家用微波炉中利用微波对水的介电加热作用直接进行T1-MCM-41的合成方法。
技术介绍
自从Mobil公司于1992年首次公布了介孔分子筛MCM-41的合成之后，MCM-41的合成和改性成为中孔材料研究的热点之一。MCM-41具有极高的比表面积(80(Tl200m2/g)、规则的孔道结构及容易调变的大孔径，使这种材料在精细化工、石油炼制、吸附和分离工程和异相催化等方面都引起人们极大的兴趣。但是MCM-41表面电荷几乎呈中性，较少的酸位和晶格缺陷限制了其在催化领域的应用。MCM-41骨架内引入杂原子可以产生活性位，并提高其催化活性，对于杂原子的引入人们进行了大量研究，如:La、Ce、Pt、V、Cr、CU、Ti等。自1994年Corma等采用水热晶 化法首次制备T1-MCM-41分子筛,并证实它对烯烃的环氧化反应有较好的催化性能后，T1-MCM-41分子筛的独特结构及其催化氧化性能引起了研究者的广泛关注。因此T1-MCM-41的制备方法也成了人们的研究重点。目前，使用最多的也是比较成熟的合成方法是水热晶化法，但是水热合成法最大缺点是晶化时间长(3飞d)。含Ti介孔材料水热合成中常用的有机Ti源为钛酸四乙酯(TEOT)和钛酸四丁酯(TB0T)，它们的水解速度都较常用的硅源(如硅酸四乙酯)要快很多，水解生成的TiO2容易导致非骨架钛的生成，降低了骨架中钛的含量，并且会促进氧化体系中双氧水的分解，因此目前在T1-MCM-41的碱性合成体系中常加入季铵碱(如四甲基氢氧化铵)及大量异丙醇或在低温下操作来抑制钛酯的水解，避免非骨架钛的生成，且反应后还需进行除醇操作，过程繁琐且代价昂贵。研究者也在不断探索新的合成方法。微波法合成分子筛是将分子筛的合成体系置于微波辐射范围内，利用微波对水的介电加热作用进行分子筛合成，是一种新型合成方法。与传统的水热合成方法相比，微波合成体系能够同时大量成核，且大幅度缩短晶化时间，得到均勻细小的晶粒。Kang Kyoung-Ku等采用微波反应爸合成出了 T1-MCM-41，但是T1-MCM-41的长程有序性降低了。赵杉林等也采用微波反应釜合成了 T1-MCM-41，晶化时间为2飞h。但是他们均是使用了微波反应釜在微波辐射下进行反应，对于反应设备有一定的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题提供一种T1-MCM-41介孔分子筛的合成方法，以解决目前技术中存在的晶化反应时间长、水热稳定性差、颗粒不均匀、操作复杂的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下:一种T1-MCM-41介孔分子筛的合成方法，其包括如下步骤: (1)制备模板剂母液:以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，将该模板剂融入去离子水中，加入氨水调节pH=ll,搅拌即可； (2)以钛酸丁酯为钛源，在步骤(I)中的母液中加入一定量的30%的H2O2，然后滴加钛酸丁酯和硅酸乙酯的混合溶液，继续搅拌Ih ； (3)将步骤(2)中所得的混合溶液放入家用微波炉，满功率700W，在满功率的20% -40%功率条件下，间歇反应30min-50min，样品经抽滤、水洗、干燥后，放入马弗炉中500 0C -600°C 焙烧 5h-7h，即得 T1-MCM-41。上述技术方案中钛源为钛酸丁酯(TB0T)，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB);在十六烷基三甲基溴化铵水溶液中加入氨水调节溶液pH=ll，搅拌形成模板剂母液；在母液中加入H2O2 (30%)作为络合剂，以抑制钛酯的水解速度；滴加完毕钛酸丁酯(TBOT)和硅酸乙酯(TEOS)的混合溶液后，搅拌反应Ih ;微波炉加热功率优选范围150 300W，晶化时间优选范围30 50min。采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本专利技术对微波法进行改进，不使用反应釜，在家用微波炉中即可直接合成T1-MCM-41，不仅节省了晶化时间，更重要的是大幅度降低了能耗，简化了操作方法，降低了设备要求，且所获得的T1-MCM-41分子筛具有骨架结构规则、颗粒均匀、热稳定性高的特点，取得了较好的技术效果。附图说明图1为本专利技术合成的含钛MCM-41介孔分子筛的XRD衍射 图2为本专利技术合成的含钛MCM-41介孔分子筛的扫描电镜(SEM) 图3为本专利技术合成的含钛MCM-41介孔分子筛的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进一步阐述。实施例1 将5.45g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶入120ml去离子水中搅拌，加入氨水调节Ph=Il,继续搅拌形成模板剂母液。在母液中直接加入126ml浓度为30%的H2O2,以抑制钛酯的水解速度。取22.36ml硅酸乙酯(TEOS)和4.0Oml钛酸丁酯(TBOT)制成混合溶液，将混合溶液逐滴加入母液中，滴加完毕继续搅拌lh。其中，实验中物料物质的量之比为n(TEOS):n (TBOT):n (NH4OH):n (CTAB):n (H2O2) =1:0.02:1.64:0.15:126。将混合溶液平均分成两份，一半装入反应釜，在105°C条件下静止晶化3d，用于对比实验；另一半在烧杯中直接放入家用微波炉，满功率700W，在30%功率条件(即满功率700W乘30%)下，间歇反应共40min，样品经抽滤、水洗、干燥后，放入马弗炉中550°C焙烧6h，即得T1-MCM-41。本实施例T1-MCM-41介孔分子筛的XRD如图1所示，衍射图扫描电镜(SEM)图如图2所示，紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图如图3所示。本实施例节省了晶化时间，降低了能耗，简化了操作方法，并且由图可知其骨架结构规则、颗粒均匀、热稳定性高，满足了要求。实施例2 将10.9g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶入200ml去离子水中搅拌，加入氨水调节Ph=Il,继续搅拌形成模板剂母液。在母液中直接加入250ml浓度为30%的H202，以抑制钛酯的水解速度。取44.72ml硅酸乙酯(TEOS)和8.0Oml钛酸丁酯(TBOT)制成混合溶液，将混合溶液逐滴加入母液中，滴加完毕继续搅拌lh。其中，实验中物料物质的量之比为n(TEOS):n (TBOT):n (NH40H):n (CTAB):n (H202) =1:0.02:1.64:0.15:126。将混合溶液平均分成两份，一半装入反应釜，在108°C条件下静止晶化3.5d ;另一半在烧杯中直接放入美的家用微波炉(也可用其他形式微波炉，满足使用要求即可)，满功率700W，在35%功率条件下，间歇反应共45min，样品经抽滤、水洗、干燥后，放入马弗炉中580°C焙烧5.5h，即得T1-MCM-41。该T1-MCM-41介孔分子筛的XRD如图1所示；衍射图扫描电镜(SEM)图如图2所示；紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图如图3所示。本实施例也满足要求，到达了较好的技术效果。`权利要求1.一种T1-MCM-41介孔分子筛的合成方法，其特征在于:其包括如下步骤: (1)制备模板剂母液:以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，将该模板剂融入去离子水中，加入氨水调节pH=ll,搅拌即可； (2)以钛酸丁酯为钛源，在步骤(I)中的母液中加入一定量的3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ti?MCM?41介孔分子筛的合成方法，其特征在于：其包括如下步骤：（1）制备模板剂母液：以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂，将该模板剂融入去离子水中，加入氨水调节pH=11，搅拌即可；（2）以钛酸丁酯为钛源，在步骤（1）中的母液中加入一定量的30%的H2O2，然后滴加钛酸丁酯和硅酸乙酯的混合溶液，继续搅拌1h；（3）将步骤（2）中所得的混合溶液放入家用微波炉，满功率700W，在满功率的20％?40%功率条件下，间歇反应30min?50min，样品经抽滤、水洗、干燥后，放入马弗炉中500℃?600℃焙烧5h?7h，即得Ti?MCM?41。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，刘猛帅，李俊盼，任腾杰，侯晓燕，翟伟倩，王伟溥，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：
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