介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法
2023-06-08 19:12:31
專利名稱：介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法
技術領域：
本發明涉及介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法，確切地說，涉及介孔二氧化矽分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法，屬無機化學合成的技術領域。
背景技術：
雜多酸同時具有酸性、氧化-還原性、「假液相」行為、阻聚作用、多功能(酸、氧化-還原、光電磁)、低溫高活性等催化特性，在原子經濟反應和環境友好催化方面有著誘人的實用前景。迄今為止，應用雜多酸型催化劑實現工業化生產已有8種化工過程。但是雜多酸本身存在比表面積小，均相反應易溶脫，難分離，一定程度腐蝕、汙染等問題。溫朗友、閔恩澤等在《催化學報》，2000，11(6)，第524-528頁，「二氧化矽負載磷鎢雜多酸催化劑的表徵及催化性質」的一文中談到，由於雜多酸的表面積(＜10m2/g)很小，因此用作固體催化劑時需要將其負載化，以增大比表面積，使活性組分得到充分利用，已採用多種載體來負載雜多酸，普遍認為SiO2是最理想的載體之一，尤其是介孔SiO2分子篩作為載體的使用，不僅可以大大提高雜多酸的比表面，而且由於介孔SiO2分子篩提供了納米尺度上有序可控的介孔孔道，對反應有一定的擇形選擇性。
背景技術：
中大多採用浸漬法，使用孔徑較小(＜10nm)的ZSM，MCM-41等介孔SiO2分子篩為載體，將雜多酸吸附到介孔分子篩的孔內或表面，在孔內的雜多酸一直以單分子或單層分布的無定型形式存在，其缺點是雜多酸不會以納米粒子的形式被組裝到介孔分子篩中。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提出一種介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法。本發明的技術問題通過以下技術方案實現，其特徵在於，將孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽分子篩進行高真空處理，加入雜多酸的水或醇的溶液，在真空條件下浸漬，然後抽濾，烘乾，得介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，具體步驟為第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的水或醇溶液配製質量百分含量為15～70％的雜多酸的水或醇溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or 8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸，醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇；
第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的1份重量的SBA-15，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的15～70％雜多酸的水或醇的溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得1.4～10.0份重量介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於30～90wt％。
與背景技術相比，本發明具有以下突出效果1、選用具有較大介孔孔徑的SBA-15作為載體，利於雜多酸進駐介孔孔道。
2、分子篩浸漬前的高真空處理，減少雜多酸進駐孔道的阻力，有利於雜多酸在孔內結晶。
3、多酸以納米粒子形式組裝入介孔分子篩中，提供了一種適合於在介孔中製備多原子簇合物類化合物納米粒子的方法。
4、製備過程簡單，易於操作。
具體實施例方式
所有實施例完全按照以上所述的製備方法進行操作。
實施例一第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的水溶液配製質量百分含量為15％的雜多酸的水溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的15％雜多酸的水溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得1.4～1.6g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於30～38wt％。
實施例二第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的水溶液配製質量百分含量為40％的雜多酸的水溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的40％雜多酸的水溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得2.5～3.3g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於60～70wt％。
實施例三第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的水溶液配製質量百分含量為70％的雜多酸的水溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的70％雜多酸的水溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得6.3～8.3g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於84～88wt％。
實施例四第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的醇溶液配製質量百分含量為15％的雜多酸的醇溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸，醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的15％雜多酸的醇溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得1.5～1.7g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於31～40wt％。
實施例五第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的醇溶液配製質量百分含量為40％的雜多酸的醇溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸，醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的40％雜多酸的醇溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得2.6～3.8g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量在62～74wt％。
實施例六
第一步 載體製備按文獻方法製備具有較大介孔(12～40nm)的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的醇溶液配製質量百分含量為70％的雜多酸的醇溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3 or 4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6 or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸，醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的SBA-15分子篩1g，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的70％雜多酸的醇溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35°下放置24小時，最後在100°下烘乾，即得6.7～10.0g介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於85～90wt％。
權利要求
1.一種介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法，其特徵在於，將孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽分子篩進行高真空處理，加入雜多酸的水或醇的溶液，在真空條件下浸漬，然後抽濾，烘乾，得介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，具體步驟為第一步 載體製備按文獻方法製備孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA-15二氧化矽介孔分子篩備用；第二步 配製雜多酸的水或醇溶液配製質量百分含量為15～70％的雜多酸的水或醇溶液備用，其中雜多酸為1∶12結構H3or4XM12O40(X＝P，Si，Ge，M＝W，Mo)或2∶18結構H6or8X2M18O62(X＝P，Si，M＝W，Mo)的雜多酸，醇為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇；第三步 介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝取第一步製備好的1份重量的SBA-15，利用分子渦輪泵對其進行高真空處理，使真空度達到10-8託，加入第二步配好的15～70％雜多酸的水或醇的溶液，溶液的量以恰好浸沒分子篩為宜，在真空條件下浸漬24小時，然後抽濾，固體產物在35℃下放置24小時，最後在100℃下烘乾，得1.4～10.0份重量介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料，其中雜多酸的含量介於30～90wt％。
全文摘要
一種介孔分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法，確切地說，涉及一種介孔二氧化矽分子篩中雜多酸納米粒子的組裝方法，屬無機化學合成的技術領域。將孔徑介於12～40nm的較大介孔的SBA－15二氧化矽分子篩進行高真空處理，加入雜多酸的水或醇的溶液，在真空條件下浸漬，然後抽濾，烘乾，得介孔分子篩中組裝的雜多酸納米粒子材料。本發明具有以下突出效果選用具有較大介孔孔徑的SBA－15作為載體，利於雜多酸進駐介孔孔道；分子篩浸漬前的高真空處理，減少雜多酸進駐孔道的阻力，有利於雜多酸在孔內結晶；雜多酸以納米粒子形式組裝入介孔分子篩中；製備過程簡單，易於操作。
文檔編號B01J29/035GK1554481SQ200310122860
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月26日 優先權日2003年12月26日
發明者單永奎, 餘淑媛, 王莉萍, 陳波, 張華瑞, 何鳴元 申請人:華東師範大學