[发明专利]高固体收率的介孔二氧化硅微球

说明书

本发明公开了一种高固体收率的介孔二氧化硅微球，解决了现有介孔二氧化硅固体收率低的问题。本发明通过采用介孔二氧化硅微球骨架中含有分子筛碎片，其水热耐受温度为150～170℃，产品固体收率在98％以上；介孔二氧化硅微球的小角XRD曲线在1度左右出现衍射峰，广角XRD曲线在5～35度出现归属于分子筛的特征衍射峰；该介孔二氧化硅微球制备过程中使用分子筛碱处理的回收液作为硅源和水源，十六烷基三甲基溴化铵、聚环氧乙烷‑聚环氧丙烷‑聚环氧乙烷三嵌段共聚物和泊洛沙姆作为共同模板剂的技术方案，较好地解决了上述问题，可用于缩酮反应领域。

技术领域

本发明涉及一种高固体收率的介孔二氧化硅微球，具体地说是利用碱处理回收液制备的一种高固体收率的的介孔二氧化硅微球。

背景技术

介孔材料是指孔道尺寸大于2nm的材料，被广泛用作多相催化剂、载体及离子交换剂等，在催化、吸附、分离、药物运输、传感器等诸多领域有着潜在的应用价值，自介孔材料诞生以来一直被作为国际研究热点。其中，SBA-15是一种具有规则二维六方排列孔道结构的介孔材料。赵东元教授首次在1998年以P123作为模扳剂，正硅酸四乙酯为硅源，在强酸性水热条件下合成(Science,1998,279,548-552)。作为一种新型介孔材料，SBA-15在多相催化、生物医药以及环境科学等方面都具有潜在的应用价值。例如，可以在介孔材料SBA-15的孔道内部组装生物大分子，Gallis研究组将脂肪酶装载到SBA-15介孔孔道内部，有效地提高了三丁酸甘油酯的水解速率(Stud.Surf.Sci.Catal.,2000,129,747-755)。

据大量文献及专利报道，制备常规或改性的介孔材料SBA-15一般采用正硅酸四乙酯作为硅源(Science,1998,279,548-552；Chem.Comm.,2008,36,4288-4290；J.Catal.,2008,253,74-90；Langmuir,2004,20,4885-4891；CN104163433A；CN102838126A；CN101723396A)，大量有机硅源的使用无疑增加了生产成本，不利于介孔材料的工业化生产，并且得到的介孔材料一般含有二维孔道，孔道之间连通性差，材料的水热稳定性不好，并且存在固体收率低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中得到的介孔二氧化硅产品固体收率低的问题，提供一种高固体收率的介孔二氧化硅微球。该介孔二氧化硅微球的骨架中含有分子筛碎片，水热耐受温度较高，产品固体收率在98％以上，在缩酮反应中催化性能优异。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种为解决技术问题之一的高固体收率的介孔二氧化硅微球的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种为解决技术问题之一的高固体收率的介孔二氧化硅微球的用途。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：提供一种高固体收率的介孔二氧化硅微球，其骨架中含有分子筛碎片，水热耐受温度为150～170℃，产品固体收率在98％以上；所述分子筛选自ZSM-5，MCM-22，Beta，Y，MOR中的一种或者多种；介孔二氧化硅微球的小角XRD曲线在1度左右出现衍射峰，广角XRD曲线在5～35度出现归属于分子筛的特征衍射峰。

上述技术方案中，分子筛优选为ZSM-5和MCM-22，或者ZSM-5和Beta，或者ZSM-5和Y，或者ZSM-5、Beta和Y的混合分子筛。分子筛的混合使用可以提供多种不同的酸性催化活性中心，具有协同作用，在介孔二氧化硅微球应用于缩酮反应中带来意料不到的催化效果。

为解决上述技术问题二，高固体收率的介孔二氧化硅微球制备过程包括如下步骤：首先将分子筛碱处理后的回收液的pH调节为4.0～6.5，然后加入模板剂进行二氧化硅微球自组装反应，经过处理，得到高固体收率的介孔二氧化硅微球，其自组装反应条件为50～150℃，反应5～48小时。

上述技术方案，优选地，所述分子筛碱处理后的回收液，指的是分子筛碱处理溶硅后的液体。