技術領域

本發(fā)明涉及介孔二氧化硅微球的制備方法。

背景技術

介孔氧化硅材料由于具有大的比表面積與高度有序的孔道結構，自1992年誕生以來，便被廣泛應用于催化、吸附、分離等研究中。近年來，隨著介孔材料的研究進展，由于在一些特殊領域的應用，介孔材料的形貌和單分散性也越來越受到研究者的重視。目前已成功制備的形貌主要包括球形、餅狀、棒狀、纖維狀以及其它復合結構，其中球形介孔材料多數(shù)為實心介孔微球。而實心介孔微球密度較大，在載催化劑后在反應體系中容易聚沉影響反應的進行，同時微球容易破碎。

發(fā)明內容

本發(fā)明是要解決實心介孔微球密度較大、微球易碎的問題從而提供中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構單分散微球的制備方法。

中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構單分散微球的制備方法按以下步驟實現(xiàn)：

一、聚苯乙烯微球的制備：

在300～350rpm攪拌速度下將370～390mL去離子水、104～106mL苯乙烯和3～5mLα-甲基丙烯酸甲酯進行混合，加熱直至產(chǎn)生回流，待回流后保持10～15min，然后向回流后的反應體系中加入0.9～1g質量濃度為5％的過硫酸鉀引發(fā)劑，保持回流2～2.5h，得產(chǎn)物，隨后將產(chǎn)物在1100～1300rpm轉速下離心15～20min，將離心后的產(chǎn)物用無水乙醇洗滌，然后再用去離子水洗滌，最終得到聚苯乙烯微球，分散在去離子水中保存；

二、聚苯乙烯/二氧化硅復合微球的制備：

在200～210rpm攪拌速度下，將150～170mL無水乙醇和14～16mL質量濃度為30％的氨水在三口燒瓶內混合均勻，然后逐滴加入1～1.5g步驟一中制備的聚苯乙烯微球，在24～26℃恒溫水浴及攪拌速度200～210rpm條件下保持15～20min，再以注射泵從三口燒瓶的一邊口以3mL/h的速度緩慢滴加TEOS/乙醇溶液，同時從另一邊口以1.5mL/h的速度緩慢滴加H₂O/氨水/乙醇溶液，全部滴加完成后反應2～2.5h，即完成聚苯乙烯/二氧化硅復合微球的制備，將得到的聚苯乙烯/二氧化硅復合微球在7000～7500rpm轉速下離心10～15min，經(jīng)無水乙醇洗滌、去離子水洗滌，最終分散在去離子水中；其中，TEOS/乙醇溶液中TEOS與乙醇的體積比為(0.9～1.1)∶2，H₂O/氨水/乙醇溶液中H₂O、氨水與乙醇的體積比為(1.9～2.1)∶3∶(6.8～7.1)；

三、中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球的制備：

在200～210rpm攪拌速度下，將0.7～1g十六烷基三甲基溴化銨溶于160～170mL無水乙醇中，再加入14～16mL質量濃度為30％氨水，混合均勻，得混合液，然后將0.24～0.26g步驟二中制備的聚苯乙烯/二氧化硅復合微球加入混合液后保持24～26℃恒溫水浴及攪拌速度不變，14～16min后加入2.7～3g正硅酸四乙酯，反應6～7h后在6000～7000rpm轉速下離心10～15min，經(jīng)無水乙醇洗滌、去離子水洗滌，之后進行干燥，再煅燒，最終得到中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球。

有益效果：

1、本發(fā)明制備的中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球通過采用聚苯乙烯微球為模版，更好的控制整個介孔球的形貌。

2、本發(fā)明制備的中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球以中空的二氧化硅為核，要比實心核密度低。

3、本發(fā)明制備的中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球在介孔殼與空心之間有明顯的二氧化硅層，二氧化硅層對整個介孔球起支撐作用，使介孔球不易破碎。

4、本發(fā)明制備的中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球可以通過控制十六烷基三甲基溴化銨和正硅酸四乙酯的加入量控制介孔殼的尺寸，本發(fā)明主要應用于催化、吸附、分離等領域。

附圖說明

圖1是試驗1中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球的8000倍透射電鏡圖像；

圖2是圖1中A處的放大圖，其中，a為空心核，b為二氧化硅壁，c為介孔殼；

圖3是試驗1中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球的XRD曲線圖；

圖4是試驗1中空二氧化硅核/介孔二氧化硅殼結構的單分散微球煅燒前與煅燒后的紅外曲線圖；其中，圖3中的X代表煅燒前的介孔二氧化球，Y代表煅燒后的介孔二氧化硅球。

具體實施方式