[发明专利]一种用微波合成氯丙基修饰的MCM-41的方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成有机官能化的介孔分子筛的方法，具体涉及合成氯丙基修饰的MCM-41的方法。

背景技术

从1992年美国Mobil公司首次合成介孔分子筛M41S以来，由于介孔分子筛具有均一可调的孔径、稳定的骨架结构、一定的壁厚、较大的比表面积、吸附容量大、表面有硅羟基(Si-OH)和易被修饰等优点，在催化、吸附、环境和生物材料等领域得到了广泛的应用；并以较快的速度发展，目前已经发展了多种系列类型，例如MCM系列，SBA系列等。

把介孔分子筛有机官能化，是提升其性能的重要手段之一。其中，氯丙基修饰的MCM-41就是在MCM-41(介孔分子筛)的基础上，用氯丙基(有机官能团)来对其进行修饰、而使其有机官能团化的。目前制备氯丙基修饰的MCM-41的方法有两种，一种是用水热晶化法直接制备，即在原制备MCM-41的过程中，同时用共聚引入氯丙基来进行修饰，然后用醇酸法去其模板剂而得到氯丙基修饰的MCM-41产品；另一种方法需分两步完全，首先是用微波晶化、煅烧去模板剂而得到MCM-41，然后再用甲苯和3-氯丙基三乙氧基硅烷来嫁接氯丙基(即接枝法或嫁接法)，而得到氯丙基修饰的MCM-41产品。前一种虽然能够直接制备，但其方法耗时较长，最短也需要5～7天；后一种方法不但其过程相对复杂、耗能较多、对环境污染也较大，而且制得的氯丙基修饰的MCM-41的有序性较差。

发明内容

发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种用时相对较短、过程相对简单、节省能源、对环境污染较小、且其样品的有序性较好的用微波合成氯丙基修饰的MCM-41的方法。

实现所述目的之技术方案是这样一种用微波合成氯丙基修饰的MCM-41的方法。该方法的步骤包括：

(1)首先将CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)与2.0mol/L的NaOH溶液和蒸馏水混合，放入60～80℃水浴锅中，加热到CTAB完全溶解，其中，CTAB∶2.0mol/L的NaOH溶液∶蒸馏水＝1g∶7.2～7.5ml∶1000ml。其改进之处是本方法还有如下步骤：

(2)在步骤(1)的溶液澄清后，加入正硅酸乙酯和3-氯丙基三乙氧基硅烷，磁力搅拌2h，其中，蒸馏水∶正硅酸乙酯∶3-氯丙基三乙氧基硅烷＝1000ml∶8～16ml∶1.6～6.4ml；

(3)将步骤(2)的溶液转移至微波化学反应器的反应釜中，调节微波功率为40～240W，微波回流15～120min；趁热过滤，水洗，干燥；

(4)将步骤(3)的干燥制品溶解在盐酸和乙醇的混合溶液中，在80℃下静置6～24h，其中，步骤(3)的干燥制品∶盐酸和乙醇的混合溶液＝1g∶200ml；盐酸和乙醇的容积比为1∶9；

(5)将步骤(4)的溶液过滤，用乙醇冲洗，在60～80℃下干燥，得氯丙基修饰的MCM-41。

从方案中可以看出，与现有的用水热晶化法来直接制备氯丙基修饰的MCM-41的方法不同，本发明在直接制备氯丙基修饰的MCM-41的过程中，引入了微波、即采用了微波共聚法来制备氯丙基修饰的MCM-41。这样一来，就大大地缩短晶化时间、进而极大地缩短了制备氯丙基修饰的MCM-41的时间。

与现有的接枝法制备氯丙基修饰的MCM-41不同，本发明是在微波晶化、制备MCM-41的过程中就加入了修饰剂(3-氯丙基三乙氧基硅烷)，然后用盐酸和乙醇的混合溶液脱除模板，而直接制备出氯丙基修饰的MCM-41。这样一来，不但过程相对简单、而节省了能耗，而且因省去了接枝法中所用的甲苯、而降低了对环境的污染。检测结果还表明，本发明制备的氯丙基修饰的MCM-41具有较好的有序性。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1、图2、图3——本发明方法与现有接枝法制备的氯丙基修饰的MCM-41的XRD(X射线衍射)对比图谱

其中，a₁、a₂、a₃：分别为本发明方法所制备的氯丙基修饰的MCM-41的XRD(X射线衍射)图谱。b：用接枝法制备的氯丙基修饰的MCM-41的XRD(X射线衍射)图谱。

具体实施方式

一种用微波合成氯丙基修饰的MCM-41的方法，该方法的步骤包括：