[发明专利]一种多孔分级结构花状二氧化硅材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔分级结构花状二氧化硅材料及其制备方法。

背景技术

无机多孔材料具有较大的比表面积和较高的吸附容量，因而被广泛应用于无机催化，药物固载等各个领域。1992年，MCM-41氧化硅材料的合成引起了广泛的关注，该材料具有均匀及六方有序排列的孔道、孔径在1.5～10nm范围可以连续调节，具有高的比表面积和较好的热稳定及水热稳定性，在大分子催化、吸附与分离等领域展示了广阔的应用前景。介孔氧化硅不仅具有氧化硅材料所具备的良好生物相容性和热稳定性，而且具有很大的比表面积和丰富的孔道结构，因而受到了广泛的关注。

但是目前介孔材料骨架结构的晶化及稳定性不高，金属离子掺杂改性造成的脱溶等问题，给无机多孔材料在生产、科研中的应用造成了极大的阻碍。除此之外，对于介孔二氧化硅作为药物固载材料及催化剂载体而言，需要改善和解决的问题是如何提高孔道的有序度及物质在孔道中的流通扩散性能，增加材料孔道内部的活性位点。

因此，亟需一种工艺简单，能大规模合成，产品晶化和稳定性高、不易脱溶的无机多孔材料。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种工艺简单，能大规模合成、稳定性高、比表面积大，具有放射性孔道结构的多孔分级结构花状二氧化硅材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多孔分级结构花状二氧化硅材料：所述多孔分级结构花状二氧化硅材料为球形，大小较为均一，粒径为100-300nm，比表面积为1500-1700m²/g，小球表面有明显孔结构；二氧化硅小球内部也具有有序孔道结构，孔道结构呈放射状，孔径大小为2-3nm

一种多孔分级结构花状二氧化硅材料的制备方法，包含如下步骤：

步骤一、将表面活性剂与蒸馏水按照质量比3:600-800混合均匀，得到表面活性剂溶液；

步骤二、将异丙醇和邻二氯苯按照质量比2-2.5:1混合得到异丙醇和邻二氯苯混合液，然后将步骤一制得的表面活性剂溶液、异丙醇和邻二氯苯混合液按照体积比1：0.5-0.8混合；

步骤三、使用氨水调节步骤二所得的混合液至pH＝10-11，得到碱性混合液，然后按照硅源与碱性混合液质量比为1:100-150加入硅源，搅拌3h，清洗固体产物并干燥；

步骤四、将步骤三所得产物置于550-650℃煅烧，即得到所述的多孔分级结构花状二氧化硅材料。

作为上述技术方案的优选，本发明提供的一种多孔分级结构花状二氧化硅材料的制备方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：

作为上述技术方案的改进，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。

作为上述技术方案的改进，所述硅源为硅酸四乙酯。

作为上述技术方案的改进，所述表面活性剂为水、氨水、异丙醇、邻二氯苯、硅酸四乙酯按照质量比3：800：18-19：235-236：104-105：9-10混合的混合液。

作为上述技术方案的改进，所述步骤c)中所述煅烧时间为3-6h。

一种如上述的多孔分级结构花状二氧化硅材料的应用：所述多孔分级结构花状二氧化硅材料应用于快速吸附废水中的污染物；所述废水污染物包括有机染料或药物。

所述多孔分级结构花状二氧化硅材料为球形，大小较为均一，粒径为100-300nm，小球表面有明显孔结构；二氧化硅小球内部也具有有序孔道结构，孔道结构呈放射状，这种放射性的孔道有利于物质在介孔孔道中的传输和扩散。

所述多孔分级结构花状二氧化硅材料的比表面积为1500-1700m²/g，孔径大小为2-3nm，相较于其他多孔二氧化硅材料而言，本发明中制备出的花状结构二氧化硅材料具有更大的比表面积和孔径，具有非常高的比表面积及丰富的孔道结构有利于有机染料或药物等的快速吸附。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：采用微乳法在短时间内合成了具有多孔分级结构的花状二氧化硅材料，合成方法简单，成本低，可以大量合成，适用于工业生产。这种多孔分级结构花状二氧化硅材料具有很高的比表面积和丰富的孔道结构，从而具有较好的吸附性能，其介孔结构也有利于物质的扩散和传输，能有效提高催化反应的效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。

附图说明