[发明专利]一种利用天然硅藻土合成介孔材料SBA-15的方法

说明书

本发明公开了一种利用天然硅藻土制备介孔材料SBA‑15的方法。硅藻土作为单一硅源，三嵌段共聚物P123(PEG‑PPG‑PEG)为模板剂，水热合成法制备了介孔材料SBA‑15。由于本发明的合成是以硅藻土为原料，价格低廉，克服了传统介孔材料制备成本较高的局限性。更为重要的是本发明工艺简单，合成过程中无需对硅藻土进行提纯，满足绿色化学的需要，实现了硅藻土矿物资源的有效利用以及保护环境的目的。而且制备的介孔材料SBA‑15高度有序。这些特点都使SBA‑15在吸附、催化和环境污染处理等领域具有更大的应用前景。

技术领域

本发明属于介孔分子筛制备技术领域，具体涉及一种用于低成本合成吸附和催化材料的SBA-15的方法。

背景技术

介孔分子筛SBA-15属于二维六方的p6mm空间群，其孔道是互相平行的，横截面呈六方排列(徐如人，庞文琴，于吉红等.分子筛与多孔材料化学[M].北京：科学出版社，2004,566.)。SBA-15因其具有较高的比表面积和可调变的孔径大小，被广泛应用到吸附、催化和环境污染处理等领域。目前，SBA-15的合成通常采用TEOS和Na₂SiO₃等昂贵的化学试剂为原料，较高的合成成本限制了它的大规模应用。因此，如果制备出成本低廉的SBA-15，则将进一步扩大其商业应用。

硅藻土作为一种天然黏土矿物，在我国储量丰富，由于其富含SiO₂，可以作为一种原料来合成沸石分子筛。研究者已经用硅藻土合成了多种分子筛，如A型沸石(Ghosh B.,Agrawal D.C.,Bhatia S.Synthesis of zeolite A from calcined diatomaceous clay:optimization studies[J].Industrial&Engineering Chemistry Research,1994,33(9):2107-2110.),丝光沸石(Sanhueza V.,Kelm U.,Cid R.Synthesis of mordenite fromdiatomite:a case of zeolite synthesis from natural material[J].Journal ofChemical Technology&Biotechnology,2003,78(5):485-488.)，ZSM-5(Sanhueza V.,KelmU.,Cid R.,et al.Synthesis of ZSM-5from diatomite:a case of zeolite synthesisfrom a natural material[J].Journal of Chemical Technology&Biotechnology,2004,79(7):686-690.),P型沸石(Du Y.,Shi S.,Dai H.Water-bathing synthesis of high-surface-area zeolite P from diatomite[J].Particuology,2011,9(2):174-178.),菱钾沸石(Wang Y.,Shang Y.,Wu J.,et al.Recrystallization of magadiite intooffretite in the presence of tetramethylammonium cations[J].Journal ofChemical Technology&Biotechnology,2010,85(2):279-282.),镁碱沸石(Wang Y.,YangY.,Cui M.,et al.Hydrothermal transformation of magadiite into ferrierite inAl₂O₃–Na₂O–ethylenediamine–H₂O system[J].Solid State Sciences，2011，13(12):2124-2128.)和MCM-41(Sanhueza V.，López-Escobar L.Kelm U.,et al.Synthesis of amesoporous material from two natural sources[J].Journal of ChemicalTechnology&Biotechnology,2006,81(4):614-617.)等，这方面的研究工作已经开展得相对成熟。但是以硅藻土为原料合成SBA-15的研究未见专利报道，使这类合成存在着很大的盲目性。。