[发明专利]一种介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料，其特征在于：具有二维六方结构，空间群p6mm，孔径为5.0～9.0nm，孔容为0.4～1.0cm³/g，比表面积为300～800m²/g，聚合物和氧化钛硅均匀分布在介孔骨架中，钛原子主要以四配位形式键合在氧化硅骨架中；所述聚合物是酚醛树脂、呋喃树脂或脲醛树脂。

2.一种权利要求1所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

a)将表面活性剂和稀盐酸加入有机溶剂中，在20～40℃搅拌至表面活性剂全部溶解；其中：表面活性剂在有机溶剂中的浓度为0.16～0.4g/ml，氯化氢在有机溶剂中的浓度为0.02～0.2mol/L；所述表面活性剂为烷烃-聚环氧乙烯醚或聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚三元嵌段共聚物；所述有机溶剂为醇类、四氢呋喃、乙醚、氯仿、二氯甲烷中的一种或几种的混合溶剂；

b)加入硅源，继续搅拌0.5～2小时；其中：硅源与表面活性剂的质量比为(1～5)∶1；所述硅源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丙酯；

c)加入钛源，继续搅拌0.5～2小时；其中：钛源与硅源的摩尔比为1∶(5～200)；所述钛源为钛酸异丙酯、四氯化钛、钛酸正丁酯或三氯化钛；

d)加入聚合物源，继续搅拌0.5～2小时；其中：聚合物源与硅源的质量比为(0.01～0.99)∶1；所述聚合物源为酚醛树脂、呋喃树脂或脲醛树脂；

e)将反应溶液转移到蒸发皿，首先在20～40℃挥发4～24小时，然后在80～120℃聚合反应20～48小时；

f)将蒸发皿中的反应产物刮下、碾碎，在惰性气氛下焙烧；其中：焙烧温度为250～400℃，焙烧时间为3～8小时，升温速率为1～5℃/min。

3.根据权利要求2所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂是通式为C_aH_2a+1EO_b烷烃-聚环氧乙烯醚或EO_cPO_dEO_c的聚环氧乙烯醚-聚环氧丙烯醚-聚环氧乙烯醚三元嵌段共聚物；其中：a为10～18，b为5～25，c为5～135，d为25～135。

4.根据权利要求3所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂是C₁₆H₃₃EO₁₀、C₁₆H₃₃EO₂₀、C₁₈H₃₇EO₁₀、EO₂₀PO₇₀EO₂₀、EO₁₀₆PO₇₀EO₁₀₆及EO₁₃₂PO₅₀EO₁₃₂中的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求2所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述稀盐酸的浓度为0.2～2mol/L。

6.根据权利要求2所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物源与硅源的质量比为(0.2～0.6)∶1。

7.根据权利要求2所述的介孔聚合物-氧化钛硅纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚合物源是分子量为300～500的水溶性酚醛树脂、呋喃树脂或脲醛树脂。