一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法技术领域
本发明属于介孔材料的改进方法技术领域,具体涉及一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法。
背景技术
介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点,使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离,尤其是催化反应中发挥作用。因此介孔材料从它诞生一开始就吸引了国际上物理、化学、生物、材料及信息等多学科研究领域的广泛兴趣,目前已成为国际上跨多学科的热点前沿领域之一。
最常用的合成方法为水热合成法,其他的如室温合成、微波合成、湿胶焙烧法、相转变法及在非水体系中的合成也有一些报道圈。选择无机物种的主要理论依据是sol-gel化学,即原料的水解和缩聚速度相当,且经过水热过程等处理后提高其缩聚程度。根据目标介孔材料的骨架组成,无机物种可以是直接加入的无机盐,也可以是水解后可以产生无机低聚体的有机金属氧化物,如Si(OEt)4、Al(i-OPr)3等。
由于负载金属催化剂的介孔材料能达到高活性所需的MAO 用量大,生产成本高,并且得到的聚合物无粒形,无法在应用广泛的淤浆法或气相法聚合工艺上使用,解决上述问题的有效办法就是把可溶性茂金属催化剂进行负载化处理。目前,有关金属负载化研究报道非常多,其中以SiO2 为载体的报道研究最多。为深入研究新的载体/催化剂/助催化剂体系,有必要尝试不同的载体,以推动载体催化剂和聚烯烃工业的进一步发展。因此,如何研发一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法,是本发明要求解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法。
本发明采取的技术方案为:
一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制溶液A:按照质量比2:3:5取二水合醋酸锌、负载液、硝酸银混合,添加3倍体积的去离子水,搅拌均匀,室温下过滤得金属离子饱和溶液,将饱和溶液置于0-5℃冰水浴中保存;
(2)制溶液B:按照重量比2:7取氧化石墨和糠醇混合,在超声功率为500W~700W 的条件下超声处理3-4h,得到溶液B;
(3)初步浸渍:选取待处理的介孔材料,放置在溶液A中,保持温度恒定为5℃,进行浸渍50-60min;
(4)深度浸渍:初步浸渍后的介孔材料常温晾干,浸渍到溶液B中,在超声功率为500W~700W 的条件下超声处理1.2-1.5h,其间按氯化氢与硝酸银的质量比为2:1 向其中滴加浓度为0.8mol·L-1 的氯化氢溶液;
(5)制成品:将深度浸渍的介孔材料通入氮气吹干,表面喷涂重量百分比为5-6%的二氧化钛催化剂,室温下真空干燥24h。
进一步的,所述步骤(1)中的负载液为乙酰丙酮钴和乙酰丙酮锰按照重量比2:3组成的混合物。
进一步的,所述步骤(2)和步骤(4)中的微波辅助还原时,微波功率密度为6 kW·m-2~8kW·m-2,辐射时间为40-50min。
进一步的,所述步骤(4)中的氯化氢可替换为醋酸。
本发明的有益效果为:
本发明中的溶液A中富含锌、钴、锰和银等离子元素,通过微波超声负载,使介孔材料产物中富含金属离子复合成分,介孔材料表面附着有含Zn、Ag小颗粒;本发明中的溶液B中富含氧化石墨,通过微波超声负载,使介孔材料产物中富含氧化石墨成分,金属离子和氧化石墨在介孔材料表面形成双层结构,氧化石墨与糠醇的均匀溶液渗透到介孔材料中,整个过程中的氧化石墨几乎没有损失,节约了成本,采用微波辅助方法负载,具有条件温和、反应速率快、产量大等优点,克服了目前已见报道的制备步骤繁琐、反应时间长,需要高温或高压等不足,适合大量制备。
本发明中深度浸渍的过程中通过氯化氢溶液调节pH值为5-6,提高了金属氧化物的负载量,金属氧化物分散性较好,避免金属氧化物在介孔孔道内形成团聚的现象,有利于介孔载体的结构紧密性,在催化领域发挥纳米材料的优势。
通过氮气吹干的介孔材料,表面喷涂二氧化钛催化剂,实现了介孔材料与表面负载材料的融合性,二氧化钛催化剂具有负载效率高,聚合过程容易控制,在聚合反应器的骨架中键入活性中心,加快反应进程,提高产率。
具体实施方式
实施例1
一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制溶液A:按照质量比2:3:5取二水合醋酸锌、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮锰按照重量比2:3组成的负载液、硝酸银混合,添加3倍体积的去离子水,搅拌均匀,室温下过滤得金属离子饱和溶液,将饱和溶液置于0-5℃冰水浴中保存;
(2)制溶液B:按照重量比2:7取氧化石墨和糠醇混合,在超声功率为500W的条件下超声处理4h,控制微波功率密度为6 kW·m-2,辐射时间为40min,得到溶液B;
(3)初步浸渍:选取待处理的介孔材料,放置在溶液A中,保持温度恒定为5℃,进行浸渍50min;
(4)深度浸渍:初步浸渍后的介孔材料常温晾干,浸渍到溶液B中,在超声功率为500W 的条件下超声处理1.5h,控制微波功率密度为6 kW·m-2,辐射时间为40min,其间按氯化氢与硝酸银的质量比为2:1 向其中滴加浓度为0.8mol·L-1 的氯化氢溶液;
(5)制成品:将深度浸渍的介孔材料通入氮气吹干,表面喷涂重量百分比为5%的二氧化钛催化剂,室温下真空干燥24h。
实施例2
一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制溶液A:按照质量比2:3:5取二水合醋酸锌、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮锰按照重量比2:3组成的负载液、硝酸银混合,添加3倍体积的去离子水,搅拌均匀,室温下过滤得金属离子饱和溶液,将饱和溶液置于0-5℃冰水浴中保存;
(2)制溶液B:按照重量比2:7取氧化石墨和糠醇混合,在超声功率为600W 的条件下超声处理3.5h,控制微波功率密度为7kW·m-2,辐射时间为45min,得到溶液B;
(3)初步浸渍:选取待处理的介孔材料,放置在溶液A中,保持温度恒定为5℃,进行浸渍55min;
(4)深度浸渍:初步浸渍后的介孔材料常温晾干,浸渍到溶液B中,在超声功率为600W 的条件下超声处理1.3h,控制微波功率密度为7kW·m-2,辐射时间为45min,其间按氯化氢与硝酸银的质量比为2:1 向其中滴加浓度为0.8mol·L-1 的氯化氢溶液;
(5)制成品:将深度浸渍的介孔材料通入氮气吹干,表面喷涂重量百分比为5.5%的二氧化钛催化剂,室温下真空干燥24h。
实施例3
一种微波辅助负载纳米氧化银制备介孔材料的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)制溶液A:按照质量比2:3:5取二水合醋酸锌、乙酰丙酮钴和乙酰丙酮锰按照重量比2:3组成的负载液、硝酸银混合,添加3倍体积的去离子水,搅拌均匀,室温下过滤得金属离子饱和溶液,将饱和溶液置于0-5℃冰水浴中保存;
(2)制溶液B:按照重量比2:7取氧化石墨和糠醇混合,在超声功率为700W 的条件下超声处理3h,控制微波功率密度为8kW·m-2,辐射时间为40min,得到溶液B;
(3)初步浸渍:选取待处理的介孔材料,放置在溶液A中,保持温度恒定为5℃,进行浸渍60min;
(4)深度浸渍:初步浸渍后的介孔材料常温晾干,浸渍到溶液B中,在超声功率为700W 的条件下超声处理1.2h,控制微波功率密度为8kW·m-2,辐射时间为50min,其间按醋酸与硝酸银的质量比为2:1 向其中滴加浓度为0.8mol·L-1 的醋酸溶液;
(5)制成品:将深度浸渍的介孔材料通入氮气吹干,表面喷涂重量百分比为5-6%的二氧化钛催化剂,室温下真空干燥24h。