[发明专利]一种合成MCM-48介孔二氧化硅的方法

说明书

本发明公开了一种合成MCM‑48介孔二氧化硅分子筛的方法。该方法采用十四烷基三甲基溴化铵（C₁₄TAB）和2‑羟基‑3‑萘甲酸（NaHN）为模板剂，硅酸钠（Na₂SiO₃·9H₂O）为硅源。合成步骤如下：将C₁₄TAB完全溶于水中，NaHN；另取Na₂SiO₃·9H₂O完全溶于水中；然后将两种溶液快速混合，室温下搅拌20分钟，然后逐滴加入2mol/L硫酸；将混合物转入高压釜内100℃水热48小时后，过滤，水洗，置于空气中干燥。然后在560℃马弗炉中煅烧6个小时除去有机物，得到产品。原料配比:C₁₄TAB/NaHN/Na₂SiO₃·9H₂O/H₂SO₄/H₂O=1:0.15～0.27:30:30:900。本发明使用的C₁₄TAB、NaHN、Na₂SiO₃·9H₂O原料易得，极大地降低了生产成本。生产过程中杜绝了含氟添加剂，环境友好，产物有序度高、孔径均一，利于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种多孔二氧化硅分子筛的制备方法，具体地说是一种低成本合成硅基介孔MCM-48的制备方法。

背景技术

MCM-48介孔二氧化硅属于Mobil公司开发的系列介孔二氧化硅材料之一。此类介孔材料区别于MCM-41、MCM-50系列之处在于：拥有三位立体交叉孔道，具有较高的对称性。相对于一维孔道而言，三维孔道更有利于反应物及产物的传输，不易堵塞。因此，MCM-48介孔材料在选择性催化、吸附、分离等领域有更良好的应用前景。但是MCM-48系列的合成条件苛刻，重复性差，合成成本高，因此关于MCM-48的研究论文、专利等相对较少。

Qisheng Huo等人采用新型表面活性剂C16-12-16（C16H33N

(CH3)2(CH2)12N(CH3)2 C16H33·2Br）为模板剂，TEOS为硅源，在100水热制得MCM-48（Chem.Mater.,1996,8,1147）。该方案虽然可以较低表活性剂浓度下制得MCM-48，但是该方法中用到的双子表面活性剂合成步骤复杂，成本高昂。中国专利“阴阳混合表面活性剂为模板剂制备MCM-48中孔分子筛的方法”（授权公告号 CN1062836C）采用十六烷基三甲基溴化铵和十一烷基羧酸钠混合表面活性剂为模板剂，制得了MCM-48中孔分子筛。中国专利“一种MCM-48介孔分子筛的制备方法”（授权公告号CN 102259886B）公布了使用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基对甲苯磺酸盐（CTATos）为模板剂，硅溶胶作为硅源，成功制得MCM-48介孔分子筛。中国专利（授权公告号 CN 102423685B）介绍了一种氨基功能化介孔MCM-48的合成方法。该方法中用到了晶化剂氟化钠（NaF），其中大量的氟离子容易对环境造成污染。寻找更低合成成本、且环境友好的MCM-48介孔二氧化硅是材料学家探索的方向。

发明内容

本发明要解决的问题是探索一种低成本地合成高度有序MCM-48介孔二氧化硅的方法。