[发明专利]一种利用累托石制备有序介孔材料Al-MCM-41的方法

说明书

本发明属于材料制备领域，具体公开了一种利用累托石制备有序介孔材料Al‑MCM‑41的方法，累托石经酸液浸泡、固液分离、洗涤、干燥，得到酸化累托石；将酸化累托石经碱浸处理、随后经固液分离，得到碱浸出液；碱浸出液与强酸型阳离子交换树脂混合，随后将混合溶液固液分离，得到含硅铝源滤液；将含硅铝源滤液、阳离子表面活性剂混合，随后进行水热反应，得到前驱体；将前驱体经煅烧处理，得到有序介孔材料Al‑MCM‑41。调控本发明以廉价的天然累托石矿物为原料，无需额外加入硅铝源，制备出有序介孔材料Al‑MCM‑41；制备的有序介孔材料Al‑MCM‑41介孔孔道相互平行，横截面呈六方排列，具有规整的二维六方结构，比表面积可达1105m²/g，孔容积可达到1.12cm³/g，孔径分布集中，孔性能良好。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种利用累托石制备有序介孔材料Al-MCM-41的方法。

背景技术

有序介孔材料为20世纪末发展起来的新型材料，该材料具有高度规则有序的孔道结构，孔径大小可调，有较高的比表面积及较大的吸附容量。1992年，Mobil公司以表面活性剂为模板剂，采用水热合成法制备出高度有序的M41S系列硅基介孔材料，孔型包括：定向排列的六方相柱形孔(MCM-41)、三维规则排列的立方相多面体孔(MCM-48)、平行排列的层状孔(MCM-50)。因其独特的结构和性质，硅基有序介孔材料被广泛应用于分离、催化、环境治理、药物释放以及其他的生物领域，特别是被有机试剂修饰后，它具有了不同的生化、物理、化学性质，从而展示出非凡的应用前景，成为一种极具开发价值的纳米材料。

目前，制备硅基有序介孔材料所采用的硅源多为化学试剂，如正硅酸乙酯(TEOS)、正硅酸甲酯(TMOS)以及硅酸钠等，原料昂贵且化学试剂制备过程中易造成环境污染。而天然的硅酸盐矿物，资源丰富，价格低廉，富含硅、铝元素，是大规模地制备硅基介孔材料的理想原料。关嫒等的中国专利申请(CN106145132A)公开了一种利用凹凸棒石制备有序介孔材料Al-MCM-41的方法，所制备的有序介孔材料Al-MCM-41的比表面积可达998m²/g，孔容积可达到0.80cm³/g以上，孔径分布集中，孔性能良好，拓宽了凹凸棒石的应用领域。范建伟等的中国专利申请(CN103861556A)公开了一种利用粉煤灰制备介孔材料的方法，所制备的粉煤灰基SBA-15具有规整的二维六方结构，孔容为0.6～0.9cm³/g，比表面积高达800m²/g，孔径为5～8nm，拓宽了粉煤灰的应用领域。杨华明等的中国专利申请(CN101643217A)公开了一种利用膨润土制备有序介孔材料的方法，所制备的有序介孔材料的比表面积最高可达1000m²/g以上，孔容可达到1.00cm³/g以上，孔径分布集中，拓宽了膨润土的应用领域。周春宇等的中国专利申请(CN102992348B)公开了一种以埃洛石为原料制备有序复合介孔材料Al-SBA-15的方法，拓宽了埃洛石的应用领域。吴其胜等中国专利申请(CN102060301A)公开了一种以煤系高岭土为原料制备介孔材料的方法，所得介孔材料比表面积为800～1200m²/g，拓宽了煤系高岭土的应用领域。杜春芳等的中国专利申请(CN104016369A)公开了一种利用高岭土合成高稳定性有序介孔材料Al-SBA-15，制备工艺简单，原料易得，操作条件宽松，合成的有序介孔材料具有良好的水热稳定性和催化活性，拓宽了高岭土的应用领域。此外，也有关于以海泡石、硅藻土、滑石为原料制备有序介孔材料的研究报道。但是，在各类天然的硅酸盐矿物中，目前尚无关于开发累托石制备有序介孔材料Al-MCM-41的研究报道。