[发明专利]一种分子筛纳米管气凝胶及其制备方法

摘要

一种分子筛纳米管气凝胶及其制备方法，属于分子筛制备技术领域。所述分子筛纳米管的内径在50～100nm、外径在170～400nm范围内可调。分子筛纳米管由分子筛纳米晶共生构筑而成、结构牢固稳定；纳米管道交联贯通形成网络骨架。分子筛纳米管交联围成1～20μm的大孔，分子筛纳米管具有微孔－介孔－大孔－纳米管相通的结构特征。所述的分子筛纳米管可自形成不同的宏观形态，如零维粒子、二维膜以及三维块体等，它们具有很低的密度0.15～0.25g/cm³，高孔隙率85～95％。本发明的制备方法适用于硅铝及杂原子硅铝分子筛，如Silicalite-1、ZSM-5、TS-1、X、Y、A等。

主权项

一种分子筛纳米管气凝胶的制备方法，其步骤如下：(1)前驱物的制备将0.01～1g表面活性剂，1～7ml有机硅酯，0～0.3g有机铝酯，0～0.5g有机钛酯加入10～50ml无水醇溶液中，搅拌溶解，然后加入0.01～0.05g块状多糖气凝胶搅拌，待气凝胶全部溶胀后，加入1.0～5.0ml氨水，搅拌2～24h，过滤取出纤维素气凝胶块，乙醇洗涤3～5次，之后置于30～100℃的烘箱中干燥；(2)分子筛晶种液的制备MFI型分子筛晶种：取15～18ml正硅酸乙酯，0～0.15g异丙醇铝，0～0.3g钛酸丁酯加入到26～28mL四丙基氢氧化铵溶液中，80～100℃回流96～120h；FAU型分子筛晶种：将1.3～1.8g硅溶胶，0.2～0.5g氢氧化钠，加入到3.9～4.5g的四甲基氢氧化铵溶液中搅拌溶解，然后装入烧瓶中70～90℃加热回流24～80h；LTA型分子筛晶种：将1.5～1.7g硅溶胶，0.4～0.8g氢氧化钠，加入到9.0～10.0g的四甲基氢氧化铵溶液中搅拌溶解，然后装入烧瓶中60～80℃加热回流12～60h；离心分离并收集上述晶种颗粒，将其再次分散到水溶液中配置成质量分数1～10％(wt)的晶种溶液，使用盐酸与氨水调节pH＝8～10；(3)前驱物与晶种的复合将步骤(1)制得的前驱物在5～20ml、1～3％(wt)的高分子阳离子电解质溶液中浸泡6～24h，过滤取出后用pH＝8～10的氨水溶液洗涤3～5次，之后放入30～100℃的烘箱中干燥；再将干燥好的前驱物浸入步骤(2)得到的5～20ml的晶种液中，静止浸泡6～24h，过滤取出后用pH＝8～10的氨水溶液洗3～5次，之后放入30～100℃的烘箱中烘干；(4)前驱物晶化将0.1～1g水、0～1.8g三乙胺、0～0.6g乙二胺，装入带有支架的反应釜的底层，将步骤(3)得到的复合产物置于反应釜支架的上层，将反应釜装好后放入100～180℃烘箱中蒸汽相晶化24～72h；取出支架上层产物洗涤、烘干，之后在空气中450～650℃焙烧4～7h，得到白色块状的分子筛纳米管气凝胶。