[发明专利]一种附着在多孔块状基体上的整体式介孔材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于介孔材料制备技术，具体地说是一种附着在多孔块状基体上的整体式有序介孔材料的制备方法。

背景技术

1992年，Mobil公司的科学家利用阳离子表面活性剂与无机硅物种在碱性条件下组装得到了M41S(MCM-41、MCM-48、MCM-50)系列介孔氧化硅分子筛。这些介孔分子筛具有大的比表面积、二维/三维有序排列、尺寸均一可调的孔道，从而将分子筛的规则孔径从微孔范围扩展到介孔领域。有序介孔材料合成中，一般使用水溶性表面活性剂，常用的表面活性剂可分为阳离子、阴离子和非离子表面活性剂。通过表面活性剂的自组装技术可以合成一系列结构、形貌和组成可控的介孔分子筛，例如介孔金属氧化物、聚合物、碳等。由于介孔分子筛具有较大的比表面积，因而具有很强的吸附与催化能力。科学家们发现介孔碳作为吸附剂和催化剂载体在废水处理和工业催化方面有重要的应用前途。但是，目前合成的大部分介孔碳材料是粉体状，其缺点是难于回收，重复利用率低，损失的碳粉末对环境及生物体均会产生不良影响。

有机溶剂挥发诱导自组装的过程(EISA)是合成有序介孔聚合物、碳材料的重要方法。这一过程发生在气-液或固-液界面上，通过溶剂挥发，诱导表面活性剂自组装，从而产生有序介观结构。现有技术存在较多的缺点：例如需要从基底上刮取收集碳粉前驱物，然后进行后续处理；在溶剂挥发和热聚过程中，空间的利用率低；获得的粉末状产品的回收率不佳等等。这些缺点限制了介孔聚合物、碳材料和复合材料的大量工业化生产及其广泛应用。

本发明首次将介孔材料的制备与块状基体结合起来，将介孔材料的前驱液附着到块状多孔的堇青石载体上，焙烧后得到的介孔材料具有有序的介观结构，高的比表面积，大孔容和介孔孔道。

发明内容

本发明目的在于提供一种成本低廉、操作简单、产品易回收、重复利用性好、稳定性高、便于规模化生产的，以粗糙表面的块状物质为基体，制备整体式介孔材料的方法。

本发明目的是这样实现的：

一种附着在多孔块状基体上的整体式介孔材料制备方法，步骤如下：

(1)将表面活性剂加入溶剂中，搅拌10-100分钟；

(2)向步骤(1)产物加入高分子前躯体，搅拌10分钟-10小时，得反应溶胶；

(3)将步骤(2)所得反应溶胶附着在块状基体上，待溶剂挥发后，得到基底/表面活性剂/高分子前驱体的复合体；

(4)将步骤(3)所得基底/表面活性剂/高分子前驱体的复合体放入空气或惰性气氛中热聚，使高分子聚合，得到基底/表面活性剂/聚合高分子复合体；

(5)将步骤(4)所得复合体放入惰性气体中焙烧，去除表面活性剂，得整体式有序介孔材料。

上述附着在多孔块状基体上的整体式介孔材料制备方法：