[发明专利]一种Co-SBA-16介孔分子筛的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合成Co-SBA-16的方法。

背景技术

负载钴催化剂是一种重要的催化剂。与其它氧化硅载体材料相比，SBA-16型介孔硅分子筛高的比表面积，大的孔容，均一的孔径分布、高的水热稳定性等优点使其在催化载体领域有着很好的应用前景。但其是在强酸性的条件下制备的，在强酸性的合成条件会使加入的金属离子主要以阳离子形式存在，很难形成金属-氧键-硅键。因此，将金属在合成过程中直接引入到介孔硅材料中是非常困难的，从而限制其在催化中的应用。为了获得酸、碱及氧化还原中心，目前主要通过水热合成法和后接枝合成法引入金属，但水热法合成条件苛刻，不易控制，且周期长；而后接枝合成法制备的材料活性位点分布不规则，易形成骨架外物种堵塞孔道，导致比表面积、孔径和孔容均下降，严重影响其催化活性，不易获得高催化活性的材料。因此，在酸性的合成条件下直接引入金属物种，且保持SBA-16的有序介孔结构对于开发高催化活性的催化剂具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有负载钴SBA-16型介孔硅分子筛存在合成条件苛刻，不易控制，周期长且催化活性低的问题，而提供一种Co-SBA-16介孔分子筛的合成方法。

Co-SBA-16介孔分子筛的合成方法，按以下步骤实现：

一、于A瓶中，称取0.1429mmol三嵌段聚合物F127，加入0.4356mol无水乙醇，超声20～30min，然后置于25～35℃水浴中搅拌1.5～2.5h；

二、于B瓶中，称取0.7089～2.127mmol硝酸钴，加入0.2401mol无水乙醇，然后在搅拌的条件下逐滴加入17.73mmol正硅酸乙酯，再加入1.5～2.5ml浓度为0.03M的HCl，超声10～20min，然后置于25～35℃水浴中搅拌1.5～2.5h；

三、向搅拌后的A瓶溶液中加入0.5～1.5ml的0.1M的HCl，搅拌10～20min，然后向A瓶中加入1.248～1.664mmol的1，3，5-三甲苯，再置于放入25～35℃水浴中搅拌1.5～2.5h；

四、待B瓶中溶液搅拌1.5～2.5h后，将水浴温度升至65～75℃，并继续搅拌0.5～1.5h；

五、待A，B瓶同时完成搅拌时间后，将A瓶溶液完全转移到B瓶内，并在65～75℃水浴中继续搅拌1～1.5h，然后将B瓶溶液放置于45～55℃烘箱中10～14h，再倒入表面皿内，于75～85℃下蒸干溶剂，然后取出固体物质置于450～600℃下焙烧2～6h，得到Co-SBA-16样品，即完成Co-SBA-16介孔分子筛的合成。

本发明采用蒸发诱导自组装的方法合成Co-SBA-16有序介孔分子筛催化剂，本发明合成方法条件简单，易于操作，重复性好，实验周期短，所得Co-SBA-16介孔分子筛的催化活性高。

本发明的优点在于：

首次在弱酸性条件下使用蒸发诱导自组装法合成了Co-SBA-16催化剂，操作简单，与传统的水热法相比，大大缩短了合成周期。且该合成方法较传统的水热法相比，可以引入更大量的金属，当钴含量高达11.3％时，合成的催化剂仍是孔径分布均匀，并具有良好的长程有序性的三维立方孔道结构。制备的催化剂具有大的比表面积和孔容，其有序的孔道结构不仅有利于金属物种的分散还有利于反应过程中底物的扩散，将其应用于苯羟化反应，苯酚的产率高达28.8％，选择性为96.6％。

附图说明

图1是实施例中制备的Co-SBA-16的XRD谱图，其中曲线1表示Co-SBA-16(Cowt％＝4.0)，曲线2表示Co-SBA-16(Co wt％＝7.7)，曲线3表示Co-SBA-16(Co wt％＝11.3)；

图2是实施例中制备的Co-SBA-16的N₂-吸附脱附图，其中曲线1表示Co-SBA-16(Co wt％＝4.0)，曲线2表示Co-SBA-16(Co wt％＝7.7)，曲线3表示Co-SBA-16(Cowt％＝11.3)；

图3是实施例中制备的Co-SBA-16的孔径分布图，其中曲线1表示Co-SBA-16(Cowt％＝4.0)，曲线2表示Co-SBA-16(Co wt％＝7.7)，曲线3表示Co-SBA-16(Co wt％＝11.3)。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。