[发明专利]一种结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料及其制备方法

权利要求书

1.一种结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，通过加入盐的种类、数量来调控周期性介孔有机氧化硅材料即PMOs的结构与形貌；包括以下步骤：

（1）以阳离子表面活性剂十二到十八烷基三甲基氯化铵或十二到十八烷基三甲基溴化铵为模板剂，将其与碱、去离子水混合后搅拌均匀，加入前驱体桥联有机倍半硅氧烷，搅拌并超声助其分散，95~100℃反应20-30 h，反应结束后冷却得到含有PMOs材料的固液混合物，不过滤待用或者过滤洗涤干燥得到含有模板剂的PMOs材料；

所述步骤（1）中桥联有机倍半硅氧烷为1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷、1,2-双（三乙氧基硅基）苯中的一种；所述步骤（1）中模板剂与碱、去离子水、前驱体的摩尔比为0.5~0.6:2.0~2.5: 280~400:1；

（2）在没有过滤情况下，将步骤（1）所得的含有模板剂的PMOs材料的固液混合物，搅拌10min，然后加入钠盐并继续搅拌1h，95~100℃反应20-30 h，反应结束后冷却至常温，过滤洗涤并干燥，通过萃取去除模板剂得到孔道开放的PMOs材料；

（3）在过滤洗涤干燥情况下，将步骤（ 1）所得含有模板剂的PMOs材料重新分散于去离子水中，剧烈搅拌并超声助其分散均匀，然后用氢氧化钠或氨水调节体系pH值为12~13，搅拌均匀加入钠盐并继续搅拌0.5-1.5 h，95~100℃反应20-30 h，反应结束后冷却至常温，过滤洗涤并干燥，通过萃取去除模板剂得到孔道开放的PMOs材料；所述步骤（3）中去离子水的用量与步骤（ 1）中水的用量相同。

2.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述的PMOs，为含有模板剂的PMOs；所述的模板剂为阳离子表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述的盐为含F^-、SO₄^2-的盐，得到三维立方结构Pm3n的PMOs，且随着加入量的增加，结构不变。

4.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述的盐为含Br^-、NO₃^-、SCN^-的盐，得到三维立方结构，加量增加就使结构变为单一的二维六方结构；所述的盐为含Cl^-的盐，得到三维立方结构，加量大时变为三维立方与二维六方的混合物，不能形成单一的二维六方结构。

5.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述的盐为含I^-的盐，加入很少时就会得到二维六方结构，随着加入量增多会出现层状结构。

6.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述的盐为C₂O₄^2-时，得到三维立方结构，随着加量增加，结构可以变为三维六方结构；所述的盐为C₆H₅O₇^3-时，得到三维立方结构，随着加量增加，产品变为蠕虫洞状结构。

7.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料，其特征在于，所述步骤（1）中碱为氢氧化钠。

8.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）、（3）中钠盐加入量与步骤（ 1）中模板剂的摩尔比为0.05~2.00。

9.根据权利要求1所述的结构可控的周期性介孔有机氧化硅材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）、（3）中钠盐为NaF、NaCl、NaBr、NaNO₃、NaI、NaSCN、Na₂SO₄、Na₂C₂O₄、Na₃C₆H₅O₇·2H₂O中的一种。