功能化離子液體雜化介孔分子篩mcm-48復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于功能化離子液體固載化領(lǐng)域，公開(kāi)了一種功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。制備方法包括如下步驟：（1）將乙醇、去離子水和氨水混合均勻，再加入模版劑，攪拌到完全溶解；（2）利用兩種前驅(qū)體制備功能化離子液體，將其與正硅酸乙酯混合；（3）再滴加步驟（1）的混合液，生成絮狀產(chǎn)物，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)入聚四氟乙稀反應(yīng)釜中水熱晶化；（5）抽濾，對(duì)濾渣進(jìn)行化學(xué)萃取方法洗滌，真空干燥，活化，得到功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料。本發(fā)明方法所制的復(fù)合材料結(jié)合了功能化離子液體和MCM-48對(duì)于post-FGD煙氣雙重吸附作用，能在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)較好的吸附效果。
【專利說(shuō)明】功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能化離子液體固載化領(lǐng)域，具體涉及一種功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來(lái)化工技術(shù)的發(fā)展，離子液體作為一種新型“綠色溶劑”而受到學(xué)術(shù)界與企業(yè)界的廣泛重視。與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)離子液體進(jìn)行功能化，可以賦予離子液體新的物化性能與功能。由于功能化離子液體的設(shè)計(jì)、合成以及應(yīng)用迅速拓展，大量具有特殊功能的離子液體被合成出來(lái)，并廣泛地在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域得到應(yīng)用。將功能化離子液體采用物理吸附的方式固載于有機(jī)聚合物或無(wú)機(jī)材料表面，能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單分離，但合成的材料穩(wěn)定性不好，催化活性相對(duì)較低，而且重復(fù)使用性也不好。因此，充分考慮載體和離子液體的特征，進(jìn)一步設(shè)計(jì)和研究高效且可重復(fù)使用的固載型功能化離子液體的雜化材料具有十分重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
[0003]介孔分子篩MCM-48作為M41S系列介孔分子篩的一員，與直孔道的MCM-41相比，MCM-48的雙螺旋型三維孔道結(jié)構(gòu)更具優(yōu)越性，它不易堵塞和有更好的傳輸性能，因而在吸附分離等領(lǐng)域擁有更誘人的應(yīng)用潛力。而將功能化離子液體作為有機(jī)組分，通過(guò)后嫁接法固載在分子篩的孔壁表面上的功能化離子液體容易脫落，且抗水熱穩(wěn)定性也不是很好。因此采用共水解-縮聚法將功能化離子液體固載到介孔分子篩MCM-48中，此法不僅能很好地將功能化離子液體的結(jié)構(gòu)嵌入分子篩的孔壁內(nèi)，而且制出來(lái)的功能化離子液體雜化介孔硅基材料的水熱穩(wěn)定也比較好。這種復(fù)合材料同時(shí)具備了介孔分子篩的多孔結(jié)構(gòu)和功能化離子液體的酸堿性雙重優(yōu)點(diǎn)，此材料既具有功能化離子液體的特殊功能，又擁有介孔載體比表面積大、孔道結(jié)構(gòu)規(guī)整等優(yōu)勢(shì)，它是功能化離子液體固載化研究的一個(gè)新方向。
[0004]隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染日益嚴(yán)重，其中如何消除煙道氣C02和S02等酸性氣體引起世界各國(guó)的關(guān)注，日本、美國(guó)和德國(guó)在脫除酸性氣體方面進(jìn)行了大量的研究工作，開(kāi)發(fā)了許多種方法。這些方法可以歸為兩大類，即拋棄法和回收法。拋棄法中，例如占據(jù)重要地位的石灰石法，方法雖然簡(jiǎn)單，但它產(chǎn)生大量的廢渣、廢液，造成二次污染。回收法中，其中重要的一種方法是活性炭吸附來(lái)脫除酸性氣體，此法簡(jiǎn)單，而且不產(chǎn)生二次污染，但其投資費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料的制備方法，本發(fā)明方法結(jié)合了功能化離子液體與介孔材料的溶膠-凝膠法技術(shù)和雜化材料吸收過(guò)程技術(shù)，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程操作相對(duì)簡(jiǎn)單，捕集酸性氣體效果較好；
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提供上述制備方法得到的功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料，該功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料不但保留了堿性離子液體和介孔材料原有的功能，并且二者的協(xié)同作用可增強(qiáng)雜化材料對(duì)酸性氣體的吸收功能；
[0007]本發(fā)明的再一目的在于提供上述功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0009]一種功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0010](I)將0.01mol前驅(qū)體A和0.01mol的前驅(qū)體B混合并在70~90°C下攪拌回流20~48小時(shí)，得到功能化離子液體；
[0011]其中所述前驅(qū)體A的通式為R’(CH2)nSi (OEt)3或R’(CH2)nSi (OMt)3,其中R’為
Cl_、Br_、I_
【權(quán)利要求】
1.一種功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將0.01mol前驅(qū)體A和0.01mol的前驅(qū)體B混合并在70~90°C下攪拌回流20~48小時(shí)，得到功能化離子液體； 其中所述前驅(qū)體A的通式為R’(CH2)nSi (OEt) 3或1?’(CH2)nSi (OMt)3,其中R’為Cl'Br'I'
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述模板劑為十六烷基三甲基溴化銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述比例為功能化離子液體的摩爾量:正硅酸乙酯的摩爾量=1:19~3:7。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(3)所述溶劑為水、甲醇、乙醇或氯仿中的一種；步驟(7)中所述萃取溶劑為HCl/乙醇混合溶液、NH4Cl/乙醇混合溶液或HCl/水混合溶液中的一種；步驟(8)所述的弱堿性溶劑為0.lmol/L的NaHCO3水溶液或NH3.H2O。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟(6)所述真空老化的反應(yīng)溫度為120~160°C，反應(yīng)時(shí)間為20~30小時(shí)。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到的功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的功能化離子液體雜化介孔分子篩MCM-48復(fù)合材料在吸附酸性氣體中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所 述的應(yīng)用，其特征在于:所述酸性氣體為C02或S02。
【文檔編號(hào)】B01J20/30GK103691400SQ201310712552
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】李雪輝, 肖利容, 張磊, 王芙蓉, 于英豪, 王樂(lè)夫 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)