專利名稱：一種具有四重催化和吸附功能的有機(jī)-無機(jī)雜化多孔固體材料的合成方法
—種具有四重催化和吸附功能的有機(jī)-無機(jī)雜化多孔固體材料的合成方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于一種具有多重催化和吸附功能的新材料的合成，特別涉及采用干膠轉(zhuǎn)化法一步合成有機(jī)-無機(jī)雜化多功能固體材料。
背景技術(shù)：
有機(jī)-無機(jī)雜化材料是一類將有機(jī)基團(tuán)與無機(jī)元素有機(jī)地結(jié)合起來、具有自身獨(dú)特性質(zhì)(催化、吸附、分離、發(fā)光、磁性等)的新型功能材料，包括有機(jī)-無機(jī)雜化分子篩、金屬有機(jī)骨架(MOFs)、有機(jī)高分子負(fù)載金屬納米粒子等，近年來引起化學(xué)家的極大興趣。雜化材料的制備方法包括:(i)通過吸附的方法，將有機(jī)物種引入到無機(jī)硅/鋁氧化物載體的孔結(jié)構(gòu)中；(ii)通過瓶中造船的方法，在無機(jī)骨架中植入有機(jī)功能分子；(iii)通過形成共價(jià)鍵的方式，將有機(jī)官能團(tuán)鍵合到無機(jī)或高分子聚合物載體上；(iv)通過原位合成的方法，將有機(jī)基團(tuán)直接合成到材料中，等等。
隨著工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究的發(fā)展及對(duì)節(jié)能減排要求的不斷提高，人們對(duì)雜化材料的要求也不斷提高，具有單一結(jié)構(gòu)和性能的雜化材料已不能滿足人們更高層次的需要。因此，人們通過對(duì)有機(jī)-無機(jī)雜化材料進(jìn)行各種修飾與改性、探索多功能有機(jī)-無機(jī)雜化材料的研究引起人們極大的興趣與研究熱情。目前，雙功能有機(jī)-無機(jī)雜化材料的報(bào)道非常引人注目，成為了研究熱點(diǎn)。例如，有機(jī)聚合物穩(wěn)定的Ce2S3納米粒子，因聚合物矩陣中存在硫化物納米粒子而表現(xiàn)出光致發(fā)光性能，同時(shí)又因合成過程中原位形成了具有順磁性的Ce3+物種而表現(xiàn)出一定的磁性(Applied Physics A, 2012, 109，607-611);包含有機(jī)胺和Rh-P絡(luò)合物的MCM-41，既可催化丙烯加氫反應(yīng)，又可催化正丁醛分子間的輕醒縮合反應(yīng)(Microporous and Mesoporous Materials, 2011, 142, 7-16)；polyoxometalate-MIL-101有機(jī)-無機(jī)雜化材料在低溫條件下(313K)催化苯甲醒和腈基乙酸乙酯的Knoevenagel縮聚反應(yīng)中所表現(xiàn)出的活性是已知報(bào)導(dǎo)中最高的，且該材料在兩個(gè)酸催化反應(yīng)(即正丁醇與乙酸的酯化反應(yīng)和甲醇制二甲醚的反應(yīng))中均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性(Journal of Catalysis, 2010, 269，229-241);我們課題組將干膠轉(zhuǎn)化法(DGC)首次應(yīng)用于有機(jī)-無機(jī)雜化微孔分子篩的晶化合成，在不使用有機(jī)添加劑的條件下，合成出亞甲基摻雜的硅鋁型MOR分子篩，這種雜化分子篩經(jīng)過鈷離子交換后在催化烯烴與空氣環(huán)氧化的反應(yīng)中展現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性，經(jīng)過磺化處理后在催化乙二醇與環(huán)己酮的縮聚反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的酸催化活性(Chemistry of Materials, 2012, 24, 4160-4165);氨基和巰基功能化的納米Fe3O4磁性高分子材料NH2-NMPs和SH-NMPs，對(duì)廢水中Cr (III/VI)、Hg(II)、Pb (II)、Cd (II)等重金屬離子具有很強(qiáng)的吸附性能，且吸附重金屬Cr (VI)后的Cr/NH2-NMPs能有效催化苯甲醇與H2O2的氧化反應(yīng),實(shí)現(xiàn)變廢為寶(Chemical EngineeringJournal, 2012,183，180-191 ;《中國(guó)科學(xué):化學(xué)》，2010，40，1575-1583)。
多功能雜化材料的巨大魅力在于使用最少的資源最大限度地開發(fā)材料的功能，符合國(guó)際社會(huì)對(duì)“節(jié)能減排”和“綠色化學(xué)”的要求，具有重要的戰(zhàn)略意義。本發(fā)明采用干膠轉(zhuǎn)化法一步合成有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，這種材料不僅因擁有多種無機(jī)活性位而具有堿催化功能、較強(qiáng)的金屬離子吸附能力及催化氧化功能，而且因擁有可被功能化的有機(jī)基團(tuán)，可通過簡(jiǎn)單的后處理而被賦予酸催化功能，據(jù)我們所知，這是第一個(gè)具有四重功能(過渡金屬吸附/催化氧化/堿催化/酸催化)的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。本發(fā)明將鋁源、氫氧化鈉和硅源混合均勻后制成干膠粉，在15(Γ2000C晶化2Γ240 h，產(chǎn)物經(jīng)去離子水多次洗滌、離心分離后烘干，即得到有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。此雜化材料在丙烯腈與乙醇的Michael加成反應(yīng)中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的堿催化活性，并且此材料對(duì)廢水中低濃度過渡金屬離子具有較強(qiáng)的吸附能力，而吸附了過渡金屬離子(Co2+或Cr3+)后的雜化材料在催化空氣與苯乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧化合物及催化環(huán)己醇與TBHP氧化制環(huán)己酮的反應(yīng)中均表現(xiàn)出高催化氧化活性；除此之外，此材料經(jīng)簡(jiǎn)單氧化處理后在環(huán)己酮與乙二醇的縮合反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的酸催化活性。采用上述方法一步合成四功能有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，具有操作過程簡(jiǎn)單、合成成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)；此外，此材料可被多次循環(huán)使用，具有較高的資源利用率和應(yīng)用效能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能催化、吸附新材料的合成。本發(fā)明采用干膠轉(zhuǎn)化法一步合成有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，這種材料不僅因擁有多種無機(jī)活性位而具有堿催化功能、較強(qiáng)的金屬離子吸附功能及催化氧化功能，而且因擁有可被功能化的有機(jī)基團(tuán)，可通過簡(jiǎn)單的后處理而被賦予酸催化功能。
本發(fā)明的詳細(xì)描述: (1)室溫下，將鋁源和氫氧化鈉溶解于一定量的去離子水中； (2)向上述混合物中加 入硅源，攪拌一段時(shí)間后，將反應(yīng)混合物置于80-C1水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠； (3)將干膠磨細(xì)成干膠粉，裝入Φ20X500 mm聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有Φ 30 X 1000 mm聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入一定量去離子水，將不銹鋼反應(yīng)釜密封后置于15(T200 L烘箱24 240 h ； (4)產(chǎn)物經(jīng)去離子水多次洗滌、離L.分離后，在100' 烘干。
在上述方法中，所述的鋁源為鋁酸鈉、或氫氧化鋁。
在上述方法中，所述的硅源為有機(jī)硅、或有機(jī)硅和無機(jī)硅的混合物。
在上述方法中，所述的有機(jī)硅包括巰丙基三乙氧基硅烷、巰丙基三甲氧基硅烷、2-巰基乙基三乙氧基硅烷。
在上述方法中，所述的無機(jī)硅為白炭黑或硅溶膠。
在上述方法中，所述的硅源為有機(jī)硅和無機(jī)硅的混合物時(shí)，有機(jī)硅與無機(jī)硅的摩爾比為0.5
在上述方法中，所述的硅源加入后攪拌時(shí)間為0.5^72 h。
在上述方法中，所述的干膠中各反應(yīng)原料之間的摩爾比為=Al2O3 =Na2O =SiO2:H2O=L O:(2.0 10.0):(5.(TlOO):(5.0 100)。
在上述方法中，所述的大襯底部加入去離子水的量為0.5 10 mL。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn): (1)采用干膠轉(zhuǎn)化法一步合成含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化多功能固體材料，反應(yīng)過程簡(jiǎn)單、易于操作、重復(fù)性好，整個(gè)過程對(duì)環(huán)境友好； (2)此材料不僅因擁有多種無機(jī)活性位而具有堿催化功能、較強(qiáng)的金屬離子吸附功能及催化氧化功能，而且因擁有可被功能化的有機(jī)基團(tuán)，可通過簡(jiǎn)單的后處理被賦予酸催化功能； (3)合成的多功能雜化固體材料可被多次循環(huán)使用，具有較高的資源利用率和應(yīng)用效倉(cāng)泛。
具體實(shí)施方式
以下通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1 將0.386 g鋁酸鈉(化學(xué)純)和0.744 g氫氧化鈉(化學(xué)純)溶于適量去離子水中，待其溶解完全后緩慢加入3.985 g巰丙基三乙氧基硅烷(化學(xué)純)，室溫下攪拌2 h后，再加入1.502 g白炭黑(化學(xué)純)，將得到的均一凝膠置于80 T水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為0.108 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入10 mL去離子水，在170 °C晶化144 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 °C烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Co2+的稀水溶液中，濃度為123 ppm的Co2+水溶液中的Co2+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Co2+離子交換，Co2+交換量為3wt%的雜化材料在催化苯乙烯與空氣的環(huán)氧化反應(yīng)(反應(yīng)條件:苯乙烯,3 mmol ;N，N’_ 二甲基甲酰胺(DMF，溶劑)，10 g;催化劑，100 mg;叔丁基過氧化氫(TBHP，引發(fā)劑)，0.3 mmol ;反應(yīng)時(shí)間，5 h;反應(yīng)溫度，363 K;空氣流速，40 mL/min)中可實(shí)現(xiàn)90 %的轉(zhuǎn)化率和85 %的環(huán)氧選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件:丙烯腈:2.0 g，乙醇:2.6 g;催化劑，100 mg;反應(yīng)時(shí)間，5 h)中，在60 反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)50.2%的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)中可實(shí)現(xiàn)82 %的產(chǎn)率(環(huán)己酮與乙二醇縮合反應(yīng)條件:環(huán)己酮；7.858 g;乙二醇，7.445 g;催化劑，200 mg;反應(yīng)溫度，30 ;反應(yīng)時(shí)間，4 h)。
實(shí)施例2 將0.781 g氫氧化鋁(化學(xué)純)和0.801 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中,待其溶解完全后緩慢加入1.987 g巰丙基三乙氧基硅烷，室溫下攪拌0.5 h后，再加入2.501 g硅溶膠(40 wt%)，將得到的均一凝膠置于80 °C水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為0.125 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入5 mL去離子水，在200 晶化96 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 °C烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Cr3+的稀水溶液中，濃度為90 ppm的Cr3+水溶液中的Cr3+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Cr3+離子交換，Cr3+交換量為3 wt%的雜化材料在催化環(huán)己醇與TBHP氧化制環(huán)己酮的反應(yīng)(反應(yīng)條件:催化劑，100 mg ;環(huán)己醇，4 g ；TBHP, 1.38g;環(huán)己醇與TBHP的摩爾比=4:1，反應(yīng)時(shí)間，6 h)中可實(shí)現(xiàn)88.3 %的轉(zhuǎn)化率和86.9 %的環(huán)己酮選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在120 °C反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)85 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)79.5 %的產(chǎn)率。
實(shí)施例3 將0.385 g鋁酸鈉和0.743 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中，待其溶解完全后緩慢加Λ 2.990 g 2-巰基乙基三乙氧基硅烷(分析純)，室溫下攪拌2 h后，再加入1.755 g白炭黑(化學(xué)純)，將得到的均一凝膠置于80.水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為0.105 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入10 mL去離子水，在170 °C 晶化144 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 °C烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Co2+的稀水溶液中，濃度為130 ppm的Co2+水溶液中的Co2+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Co2+離子交換，Co2+交換量為3 #%的雜化材料在催化苯乙烯與空氣的環(huán)氧化反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)89.2 %的轉(zhuǎn)化率和86.7 %的環(huán)氧選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在60 °C反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)51 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)81.8 %的產(chǎn)率。
實(shí)施例4 將0.782 g氫氧化鋁和0.8 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中,待其溶解完全后緩慢加Λ 5.609 g 2-巰基乙基三乙氧基硅烷，室溫下攪拌72 h后，將得到的均一凝膠置于80 0C水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為0.151 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加Λ 10 mL去離子水，在150 °C晶化240 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 0C烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Cr3+的稀水溶液中，濃度為91 ppm 的Cr3+水溶液中的Cr3+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Cr3+離子交換，Cr3+交換量為3 wt%的雜化材料在催化環(huán)己醇與TBHP氧化制環(huán)己酮的反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)87.3 %的轉(zhuǎn)化率和85.2 %的環(huán)己酮選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在120 gC反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)86.5 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)79.0 %的產(chǎn)率。
實(shí)施例5 將0.386 g鋁酸鈉和0.743 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中，待其溶解完全后緩慢加Λ 2.017 g巰丙基三乙氧基硅烷，室溫下攪拌2 h后，將得到的均一凝膠置于80 °C水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為0.112 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入10 mL去離子水，在170 °C晶化144 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 T烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Co2+的稀水溶液中，濃度為124 ppm的Co2+水溶液中的Co2+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Co2+離子交換，Co2+交換量為3 wt%的雜化材料在催化苯乙烯與空氣的環(huán)氧化反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)91.4 %的轉(zhuǎn)化率和84.9 %的環(huán)氧選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在60。€:反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)51.4 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)81.7 %的產(chǎn)率。
實(shí)施例6 將0.781 g氫氧化鋁和4.001 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中,待其溶解完全后緩慢加入12.272 g巰丙基三甲氧基硅烷，室溫下攪拌72 h后，再加入18.75 g硅溶膠，將得到的均一凝膠置于80 t3C水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為9.0il g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入0.5 mL去離子水，在200 isC晶化24 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 0C烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Cr3+的稀水溶液中，濃度為93 ppm的Cr3+水溶液中的Cr3+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Cr3+離子交換，Cr3+交換量為3 wt%的雜化材料在催化環(huán)己醇與TBHP氧化制環(huán)己酮的反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)87.8 %的轉(zhuǎn)化率和87.4 %的環(huán)己酮選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在120 反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)84.7 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)80.2%的產(chǎn)率。
實(shí)施例7 將0.781 g氫氧化鋁和2.001 g氫氧化鈉溶于適量去離子水中,待其溶解完全后緩慢加入24.543 g巰丙基三甲氧基硅烷，室溫下攪拌72 h后，再加入18.75 g硅溶膠，將得到的均一凝膠置于80 水浴繼續(xù)攪拌，直至其成為干膠，干膠的含水量為1.801 g，將干膠磨細(xì)成干膠粉裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入20 mL去離子水，在165 qC晶化192 h，產(chǎn)物經(jīng)多次去離子水洗滌、離心分離，在100 T烘干，得到含巰基的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。將合成的雜化材料加入到含Co2+的稀水溶液中，濃度為122 ppm的Co2+水溶液中的Co2+可被雜化材料完全吸附。對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行Co2+離子交換，Co2+交換量為3 wt%的雜化材料在催化苯乙烯與空氣的環(huán)氧化反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)91.3 %的轉(zhuǎn)化率和84.6 %的環(huán)氧選擇性。將合成的雜化材料應(yīng)用在丙烯腈與乙醇的堿催化Michael加成反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中，在60 °C反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)50.2 %的收率，選擇性為100 %。用30 %H202對(duì)合成的雜化材料進(jìn)行氧化處理(MHM-SO3H),其在環(huán)己酮與乙二醇的酸催化縮合反應(yīng)(反應(yīng)條件同上)中可實(shí)現(xiàn)81.5%的產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種具有四重催化和吸附功能的有機(jī)-無機(jī)雜化多孔固體材料的合成方法，其特征在于采用干膠轉(zhuǎn)化法，一步合成具有四種功能的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，室溫下將鋁源和氫氧化鈉溶解于一定量的去離子水中，再向其中加入娃源，攪拌一段時(shí)間后，將反應(yīng)混合物置于80 P水浴繼續(xù)攪拌，直至成為干膠，將干膠磨細(xì)成干膠粉，裝入聚四氟乙烯內(nèi)襯(小襯)，小襯置于裝有聚四氟乙烯內(nèi)襯(大襯)的不銹鋼反應(yīng)釜中，大襯底部加入一定量去離子水，將不銹鋼反應(yīng)釜密封后置于15(T200 烘箱24 240 h，產(chǎn)物經(jīng)去離子水多次洗滌、離心分離后，在100 烘干，得到有機(jī)-無機(jī)雜化多功能固體材料，采用此方法合成的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，不僅因擁有多種無機(jī)活性位而具有堿催化功能、較強(qiáng)的金屬離子吸附能力及催化氧化功能，而且因擁有可被功能化的有機(jī)基團(tuán)，可通過簡(jiǎn)單的后處理而被賦予酸催化功能；此方法具有操作過程簡(jiǎn)單、合成成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，并且此材料可被多次循環(huán)使用、具有較高的資源利用率和應(yīng)用效能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于干膠中各反應(yīng)原料之間的摩爾比為=Al2O3:Na2O =SiO2 =H2O = 1.0: (2.0 10.0): (5.(TlOO): (5.(TlOO)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于大襯底部加入去離子水的量為0.5^10 mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于加入硅源后攪拌時(shí)間為0.5 72 h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的鋁源為鋁酸鈉、或氫氧化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的硅源為有機(jī)硅、或有機(jī)硅和無機(jī)硅的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的有機(jī)硅為巰丙基三乙氧基硅烷、或疏丙基二甲氧基娃燒、或2-疏基乙基二乙氧基娃燒。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的無機(jī)硅為白炭黑、或硅溶膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述的硅源為有機(jī)硅和無機(jī)硅的混合物時(shí)，有機(jī)娃與無機(jī)娃的摩爾比為0.
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有四重催化和吸附功能的有機(jī)-無機(jī)雜化多孔固體材料的合成方法。本發(fā)明采用干膠轉(zhuǎn)化法，一步合成具有四種功能的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料。以鋁源、氫氧化鈉、硅源和去離子水為反應(yīng)原料，將具有一定組成的反應(yīng)混合物制成干膠粉，在150~200oC晶化24~240h，產(chǎn)物經(jīng)洗滌、分離、烘干得到有機(jī)-無機(jī)雜化多功能固體材料。采用此方法合成的有機(jī)-無機(jī)雜化固體材料，不僅因擁有多種無機(jī)活性位而具有堿催化功能、較強(qiáng)的金屬離子吸附能力及催化氧化功能，而且因擁有可被功能化的有機(jī)基團(tuán)，可通過簡(jiǎn)單的后處理而被賦予酸催化功能；此方法具有操作簡(jiǎn)單、成本低、環(huán)境友好、可被多次循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J20/22GK103212444SQ20131011421
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者周丹, 鄧潔潔, 魯新環(huán), 夏清華 申請(qǐng)人:湖北大學(xué)