介孔-大孔多级有序单分散微米球及其制备方法

摘要

本发明属于材料技术领域，具体为一种介孔-大孔多级有序的单分散微米球及制备方法。本发明应用水热合成的纳米级介孔分子筛为多级结构的构筑单元，通过聚合诱导胶体凝聚法（即PICA法）制得二氧化硅/脲醛树脂复合微球，进行共沸除水后，再经过高温煅烧除去脲醛树脂，制备得介孔-大孔多级有序的单分散二氧化硅微米球。通过调节尿素、甲醛的用量和比例，以及溶液的pH等可以调节所得微米球的尺寸。通过该方法制备的多级有序微米球大小尺寸均匀，在吸附、分离等方面具有较为广泛的应用。

主权项

一种介孔‑大孔多级有序的单分散微米球的制备方法，其特征在于具体步骤为：（1）纳米介孔分子筛的制备：将40‑80 mL蒸馏水、8‑12 mL无水乙醇以及8‑12 mL 25wt%十六烷基三甲基氯化铵水溶液在室温下混合均匀；然后在该溶液中加入3‑5 mL三乙醇胺，进一步搅拌至三乙醇胺溶解，得储备液；取20 mL储备液，30‑80℃油浴加热，边搅拌边向该溶液中滴加1‑2 mL的硅源，滴加时间控制在2‑3 min，滴加完毕后再继续搅拌10‑60 min；（2）模板脱除：上述制得的样品在4000 rpm下离心分离，弃去上清液，沉淀随即分散于蒸馏水中，超声处理1‑10 min，重复清洗2‑3遍；取0.1‑1 g样品分散于10‑100 mL模板脱除液中，超声处理5‑10 min后，离心弃去上清液，同样方法再超声、离心处理1次，用去离子水洗去模板脱除液，得到纳米介孔材料；（3）脲醛/ SiO₂复合微球的合成：将上面所得纳米介孔材料分散于10 mL蒸馏水中，得纳米介孔颗粒的胶体溶液，用1 M HCl调节溶液pH=0.8‑2；加入体积浓度为10%‑30%的无水乙醇，不断搅拌下加入2‑3 g的尿素，待其全部溶解后再加入1‑8 g的甲醛水溶液，快速搅拌1‑5 min后，停止搅拌并保持在15‑25℃温度下反应1‑12 h；将混合液倒入1000 mL大烧杯中，加入大量水并快速搅拌终止反应；将所得的沉淀分别用无水乙醇洗和水洗2‑3遍后，共沸除水，得到脲醛/ SiO₂复合微球；（4）介孔‑大孔多级有序微球的合成：将上步所得复合微球在100‑160℃下真空干燥1‑12 h后，再通过马弗炉在空气氛围或者氮气氛围中升温至580‑600℃，并保温160‑180min,，得介孔‑大孔多级有序的单分散微米球；所述模板脱除液为1 mL浓盐酸与9 mL无水乙醇的混合液。