一种制备有机硅空心球吸附材料的方法技术

本发明专利技术提出的是一种制备有机硅空心球吸附材料的方法。经过母液制备、水热处理和回流脱除表面活性剂过程制备有机硅空心球吸附材料产品。采用本发明专利技术方法制备的有机硅空心球吸附材料具有尺寸小、分散均匀，孔径、壁厚和墙壁可调，比表面积大，吸附性好、不燃性的特点，其壁厚在1-15纳米，孔径5-25纳米范围内能够根据需要调整。适宜作为油气吸附材料应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出的是。经过母液制备、水热处理和回流脱除表面活性剂过程制备有机硅空心球吸附材料产品。采用本专利技术方法制备的有机硅空心球吸附材料具有尺寸小、分散均匀，孔径、壁厚和墙壁可调，比表面积大，吸附性好、不燃性的特点，其壁厚在1-15纳米，孔径5-25纳米范围内能够根据需要调整。适宜作为油气吸附材料应用。【专利说明】
本专利技术涉及油气回收
采用溶胶-凝胶的方法制备油气吸附材料的方法，具体地说是。
技术介绍
石油、石化、化工等行业经常排放出大量的挥发性有机化合物(VOCs)。它们不仅严重恶化人们的生存环境，危害人体健康，而且还会给企业和社会带来严重的资源浪费、安全隐患及经济损失。随着国内外对VOCs排放的标准日益严格，VOCs的处理和回收也越来越受到人们的重视，VOCs的回收方法主要有吸附法、吸收法、冷凝法及膜分离法等，有些还含有几种方法的集成利用。吸附法是常见的一种回收方法，而吸附剂的性能对VOCs的分离效果起着决定性的作用。筛选或开发出高质量的吸附剂成为吸附法油气回收方法研究的基础工作。吸附剂应具备大比表面积、良好吸附选择性、易解吸、机械强度和耐磨性好、使用寿命长等要求。目前工业上常用的吸附剂有活性炭、活性炭纤维、疏水硅胶、吸附树脂、混合吸附剂等，但都存在一些问题。 近些年来，空心微球由于其独特的特性如密度小，比表面积大，热稳定性和表面渗透性好，以及较大的内部空间而受到越来越多的关注和研究。Lu研究小组以 (FC4)为共模板剂首次合成了高度有序的空心乙烷基PMO材料，但其体系酸性较强，对设备有很强的腐蚀。Ha研究小组利用聚苯乙烯纳米球为硬模板合成了粒径为240 nm的空心乙烷基PMO纳米球。该小组通过后嫁接的方法将N-pheny laminomethy ltriethoxysi lane (PAMTS)以共价键的形式连接在空心PMO材料的表面上，但孔径较大。王为课题组在极稀溶液中，以BTEB (bis- (triethoxysiIyIethynyI)benzene)为前驱体，以CTAB为模板剂，以NaOH为碱源合组成了具有类晶体孔壁的亚苯基PMO纳米球，在此基础上，在合成过程中加入三氧化二铁纳米粒子作为硬模板，成功地合成了首例具有类晶体孔壁的PMO空心球材料。此实验中使用的硅源是自己合成的，而且其孔径大于20 nm，难以在油气吸附领域应用。 虽然国内外在这方面做了不少工作，并讨论其应用价值，但都存在一些问题，要在油气吸附回收技术中推广，还需进一步优化。
技术实现思路
为了制备油气吸附性能好的有机硅空心球材料，本专利技术提出了。该方法通过以P85 (EO26PO39EO26), (E0:环氧乙烯；PO:环氧丙烯)表面活性剂作为模板，在酸性溶液中，制备疏水性优良的有机硅空心球吸附材料，解决油气吸附的技术问题。 本专利技术的纳米有机硅空心球的制备方法如下: (1)母液制备:将设定量的表面活性剂溶解在设定浓度的酸液中，同时加入无水硫酸钠或者氯化钠无机盐，在40-60° C温度条件下持续搅拌反应5-7小时，待形成稳定均一体系后，在搅拌状态下，加入正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、1，2 二(三甲氧基硅基)乙烷(BTME)、六甲基氧二硅烷(HMDS)、1，2 二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)、四甲氧基硅烷(TMOS)中的一种或多种硅源，继续搅拌15-25分钟，然后静置48小时，即制得母液； 其中各组分的摩尔比为: 表面活性剂:硅源=(0.05-0.1):1 ； 酸液:硅源=(250-300):1 ； 无机盐:硅源=(1.5-2.5):1 ； (2)水热处理:将步骤(I)制得的母液倒入水热釜中，在80-120° C烘箱中水热48小时，冷却，将母液倒出，进行抽滤，水洗，在室温条件下干燥； (3)回流脱除表面活性剂:将干燥后的产物在乙醇中回流12小时除去表面活性剂，制得本专利技术的产品。 如上所述的表面活性剂是聚环氧乙烯(PEO)作为亲水嵌段、长链烷烃作为疏水基的非离子型表面活性剂，碳原子数目为8-20，环氧乙烯的聚合度为4-100;或者聚环氧乙烯(PEO)作为亲水嵌段、聚环氧丙稀(PPO)或聚环氧丁稀(PBO)作为疏水嵌段的嵌段高分子表面活性剂。其分子式为 EOnPOniEOn, n=10-140, m=5_100，或 EOnBO111EOn, n=10_200，m=10_100，或 EOnBOm, n=10_100，m=5_60。 如上所述的酸液是浓度为0.7 mol/r1的醋酸-醋酸钠，磷酸氢二钠-磷酸氢钠缓冲体系，墙壁组成和壁厚根据不同有机硅源进行调变。 所述硅源为:正硅酸甲酯、正硅酸乙酯、1，2 二(三甲氧基硅基)乙烷(BTME)、六甲基氧二硅烷(HMDS)、1，2 二(三乙氧基硅基)乙烷(BTSE)、四甲氧基硅烷(TMOS)中的一种或多种。 积极效果，采用本专利技术方法制备的有机硅空心球吸附材料具有尺寸小，分散均匀，孔径、壁厚和墙壁可调，比表面积大，吸附性能好的特点，其壁厚在1-15 nm，孔径在5-25 nm范围内能够根据需要调整。适宜作为油气吸附材料应用。【具体实施方式】下面通过实施例做进一步说明。 实施例1: 在60 ° C恒温水浴条件下，将0.68 g P85和0.639g无水硫酸钠搅拌下溶解于30 mLCt=0.70的醋酸-醋酸钠的缓冲溶液中，搅拌6小时以上形成均一体系后，加入3.54g 1,2二(三乙氧基硅基)乙烷，搅拌20分钟后静置48小时。所得液体倒入水热釜中在100° C烘箱中水热48小时。抽滤，室温干燥后，所得固体在乙醇中回流12小时除去表面活性剂后得到纳米有机硅空心球吸附材料。 实施例2 在60 ° C恒温水浴条件下，将1.36 gP85和0.639 g无水硫酸钠搅拌下溶解于30mL Ct=0.70的醋酸-醋酸钠的缓冲体系中，搅拌6小时以上形成均一体系后，加入3.54g1，2 二(三乙氧基硅基)乙烷，搅拌20分钟后静置48小时。所得液体倒入水热釜中在100° C烘箱中水热48小时。抽滤，室温干燥后，所得固体在乙醇中回流12小时除去表面活性剂后得到纳米有机硅空心球吸附材料。 实施例3 在60 ° C恒温水浴条件下，将0.68 g P85和0.639 g无水硫酸钠搅拌下溶解于50mL Ct=0.70的醋酸-醋酸钠的缓冲体系中，搅拌6小时以上形成均一体系后，加入3.54g 1，2 二(三乙氧基硅基)乙烷，搅拌20分钟静置48小时。所得液体倒入水热釜中在100° C烘箱中水热48小时。抽滤，室温干燥后，所得固体在乙醇中回流12小时除去表面活性剂后得到纳米有机硅空心球吸附材料。 实施例4 在60 ° C恒温水浴条件下，将0.68 g P85和1.06 g无水硫酸钠搅拌下溶解于30 mLCt=0.70的醋酸-醋酸钠的缓冲体系中，搅拌6小时以上形成均一体系后，加入3.54g 1,2二(三乙氧基硅基)乙烷，搅拌20分钟静置48小时。所得液体倒入水热釜中在100° C烘箱中水热48小时。抽滤，室温干燥后，所得固体在乙醇中回流12小时除去表面活性剂后得到纳米有机硅空心球吸附材料。 实施例5 在60 ° C恒温水浴条件下，将0.68 g P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备有机硅空心球吸附材料的方法,其特征是:(1)母液制备:将设定量的表面活性剂溶解在设定浓度的酸液中,同时加入无水硫酸钠或者氯化钠无机盐,在40‑60°C温度条件下持续搅拌反应5‑7小时,待形成稳定均一体系后,在搅拌状态下,加入有机硅源，继续搅拌15‑25分钟,然后静置48小时,制得母液;(2)水热处理:将步骤(1)制得的母液倒入水热釜中,在80‑120℃烘箱中水热48小时,冷却,将母液倒出,进行抽滤,水洗,在室温条件下干燥;(3)回流脱除表面活性剂:将干燥后的产物在乙醇中回流12小时除去表面活性剂,制得机硅空心球吸附材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卓强，陆井珍，周超强，陈占魁，
申请(专利权)人：中国石油集团东北炼化工程有限公司葫芦岛设计院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21