[发明专利]利用碱处理回收液制备介孔二氧化硅微球的方法

说明书

本发明公开了利用碱处理回收液制备介孔二氧化硅微球的方法，该方法使用碱处理制备介孔分子筛的回收液作为硅源和水源，P123作为表面活性剂，稀盐酸作为体系pH值调节剂制备介孔二氧化硅微球，其中体系pH值约为5.0‑7.0。本发明制备的介孔二氧化硅呈球状形貌，含有“三维贯通”状介孔，水热稳定性能优异，粒径2‑3μm，比表面积约为1000m²g^‑1，孔体积约为0.96cm³g^‑1，孔径集中分布在2‑10nm之间，本发明巧妙利用碱处理回收液，在制备介孔二氧化硅微球过程中无需外加硅源及水源，能够有效地节约生产成本。

技术领域

本发明涉及一种介孔二氧化硅微球的制备方法，具体地说是利用碱处理回收液制备介孔二氧化硅微球的方法。

背景技术

介孔材料是指孔道尺寸大于2nm的材料，被广泛用作多相催化剂、载体及离子交换剂等，在催化、吸附、分离、药物运输、传感器等诸多领域有着潜在的应用价值，自介孔材料诞生以来一直被作为国际研究热点。其中，SBA-15是一种具有规则二维六方排列孔道结构的介孔材料。赵东元教授首次在1998年以P123作为模扳剂，正硅酸四乙酯为硅源，在强酸性水热条件下合成(Science,1998,279,548-552)。作为一种新型介孔材料，SBA-15在多相催化、生物医药以及环境科学等方面都具有潜在的应用价值。例如，可在SBA-15介孔孔道或者骨架中引入金属离子及氧化物活性物种制备功能化介孔材料，所得材料在多种类型催化反应中表现出良好的活性(Angew.Chem.Int.Edit.,1999,38,56-77)。另外，也可以在介孔材料SBA-15的孔道内部组装生物大分子，例如，Gallis研究组将脂肪酶装载到SBA-15介孔孔道内部，有效地提高了三丁酸甘油酯的水解速率(Stud.Surf.Sci.Catal.,2000,129,747-755)。

据大量文献及专利报道，制备常规或改性的介孔材料SBA-15一般采用正硅酸四乙酯作为硅源(Science,1998,279,548-552；Chem.Comm.,2008,36,4288-4290；J.Catal.,2008,253,74-90；Langmuir,2004,20,4885-4891；CN104163433A；CN102838126A；CN101723396A)，大量外加硅源的使用无疑增加了生产成本，不利于介孔材料的工业化生产，并且得到的介孔材料一般含有二维孔道，孔道之间连通性差，材料的水热稳定性不好。

发明内容

本发明目的是为了解决现有技术中介孔二氧化硅材料生产成本高，水热稳定性差，扩散性能低等问题，提供一种制备介孔二氧化硅微球的方法，该方法回收利用碱处理制备介孔分子筛的母液作为硅源及水源，得到的介孔材料含有“三维贯通”状孔道，外貌呈球型，水热稳性性能及催化性能优异。

本发明是这样实现的：

利用碱处理回收液制备介孔二氧化硅微球的方法，包括如下步骤：将分子筛碱处理后的回收液的pH调节为5-7，加入表面活性剂，晶化，过滤，洗涤，干燥，焙烧，得到介孔二氧化硅微球；所述表面活性剂与回收液中含有的硅物种的质量比为0.5-50。

上述技术方案，优选地，所述分子筛碱处理后的回收液，指的是分子筛碱处理溶硅制备介孔分子筛过滤后得到的母液。

上述技术方案，优选地，所述碱处理条件为：将分子筛与碱溶液混合均匀，处理，碱包括但不限于氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化铵、氢氧化钾、二乙胺、三甲胺、四丙基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵或者四甲基氢氧化铵中的一种或多种，碱处理条件为30-170℃，0.1–24小时。碱处理温度优选50-100℃；反应时间优选为0.2-12小时。

上述技术方案，优选地，母液中含有的硅物种质量为处理前分子筛中含有的硅物种质量的5％-90％。较为优选地，母液中含有的硅物种质量为处理前分子筛中含有的硅物种质量的10％-60％。