CN103572362A - 一种水热合成方沸石单晶的方法 - Google Patents

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孙中溪
齐长林
朱欣欣
吴柳明
范迎菊
张卫民
盛永丽
葛东来
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Abstract

本发明属于天然矿物的人工合成技术领域，尤其涉及一种立方晶系方沸石单晶的合成方法。其特征在于技术方案包括以下步骤：(1)硅酸钠溶液的制备：3.865g固体NaOH溶于160mL蒸馏水后加入1.201g的Si粉，水浴90℃反应5h；(2)偏铝酸钠溶液的制备：1.947g固体NaOH溶于50mL蒸馏水后加入0.576g的Al粉，室温条件充分反应；(3)前驱体的制备：将上述溶液分别过滤后混合搅拌，微波加热搅拌反应0.5h；(4)将前驱体置于高压釜中，200℃恒温反应3至6d；(5)产物经蒸馏水洗涤至中性并烘干，即可获得大小约为120μm方沸石单晶。

Description

一种水热合成方沸石单晶的方法
技术领域
本发明属于天然矿物的人工合成技术领域，尤其涉及方沸石单晶的合成方法。
背景技术
方沸石(analcime)是一类重要的矿产资源，是一种常见的似长石矿物，具有独特的内部结构和晶体化学性质，导致其在催化、吸附、离子交换等方面的特殊性能。方沸石作为沸石族矿物的一种，是各国十分重视的新型矿产资源。各国专家普遍认为方沸石开发利用领域非常广阔，市场潜在价值巨大。为深入开发方沸石在催化、吸附、离子交换方面的特殊用途，有必要深入研究其晶体结构、晶体化学、吸附行为等基础物理化学性质。鉴于天然方沸石矿物有杂质含量高、晶体结构不完整、不具代表性等不足，人工合成的方沸石完美晶体更具有普适性。因此采用简单实用方法来制备纯度高、颗粒大的方沸石单晶仍是分子筛研究领域具有挑战性的研究课题。
现有方沸石单晶的制备具有成本高、耗能大、晶体结构不完整等不足。如美国《美国化学会杂志》(Journal of the American Chemical Society 2007, 129, 13305-13312) 报道了利用水热法制备出了立方晶系四角三八面体方沸石晶体。该方法制备过程中不仅需要加入表面活性剂，原料昂贵、过程复杂、需要较高的成本，而且水热反应结束后对产物550℃煅烧耗能也较大。用此方法制备出的单晶约为50 µm，颗粒较小。美国《材料科学与工程》(Materials Science and Engineering 1999, B60, 163-167)报道了在水热温度300 ℃，水热时间42 d条件下制备出立方相方沸石晶体，粒度介于500nm-10µm之间。该方法所需反应时间较长反应温度较高对反应设备要求高耗能大。德国《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition 1999, 38, 2725-2727)报道了水热温度200 ℃时间31 d制备出3 mm方沸石单晶，颗粒随大，但需添加有机试剂和氟化物, 同样有制备时间长、耗能高的缺点。因此，探索一种过程简单、耗能较低、方沸石晶体的合成方法有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种纯相立方晶系方沸石(NaAlSi2O6·H2O)的合成方法，该技术方法工艺简单，合成原料成本较低，合成在温和条件下就能完成，并且利用硅粉、铝粉和氢氧化钠制备的方沸石限制其它杂质的引入，纯度高，应能满足行业要求。
本发明一种立方晶系方沸石单晶的合成方法，其特征在于：(1)、硅酸钠溶液的制备：3.865 g固体NaOH溶于160 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入1.201 g的Si粉，同时水浴温度90 ℃的条件下搅拌反应5 h使其完全反应。(2)、偏铝酸钠溶液的制备：1.947 g固体NaOH溶解于50 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入0.576 g的Al粉，搅拌室温条件下反应。(3)、前驱体的制备：将硅酸钠溶液与偏铝酸钠溶液分别用滤纸过滤然后搅拌混合，然后微波功率700 W温度90 ℃充分搅拌条件下加热0.5 h反应得到前驱体为白色凝胶。(4)、取步骤(3)所得凝胶加入到高压釜中，填充率为70%，在200 ℃的温度下恒温反应3至6 d。(5)、反应结束后，离心过滤，并用水洗涤至中性；在80 ℃恒温干燥箱中烘干12 h，即可获得大小约为120 µm的方沸石单晶。
与现有技术相比，本发明制备方沸石单晶的方法，未使用有机模板剂，所得产物物相单纯，反应简单易控；该方法是低温反应，反应条件温和。并且利用廉价硅粉、铝粉和氢氧化钠制备的方沸石降低原材料价格限制其它杂质的引入。
附图说明
图 1为本发明实施实例1产物的XRD图谱。
(a) 为实施例1的XRD图谱；(b) 为方沸石的标准XRD图谱(JCPDS card no. 70-1575)
图 2为本发明实施例1产物中单晶颗粒的显微镜照片。
具体实施方式
实施例 1 ：
称取3.865 g固体NaOH溶于160 mL蒸馏水后放入烧杯中，同时加入1.201 g的Si粉，水浴温度90 ℃的条件下搅拌反应5 h得到硅酸钠溶液；称取1.947 g固体NaOH溶解于50 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入0.576 g的Al粉，搅拌室温条件下反应得到偏铝酸钠溶液；将硅酸钠溶液与偏铝酸钠溶液分别用滤纸过滤然后搅拌混合，然后微波功率700 W温度90 ℃充分搅拌条件下加热0.5 h反应得到前驱体为白色凝胶；取上述步骤所得前驱体凝胶加入到高压釜中，填充率为70%，在200 ℃的温度下恒温反应3 d；反应结束后，离心过滤，并用水洗涤至中性；在80 ℃恒温干燥箱中烘干12 h，即可获得方沸石单晶。
步骤中所述的恒温反应是将反应釜置于能精确控温的烘箱，或者将反应釜置于能精确控温的电阻炉中。
产物物相用X-射线粉末衍射 (XRD) 进行测试，仪器型号为 Bruker D8 FOCUS，X-射线源为 Cu-Kα 辐射 (λ=1.5418Å)，扫描角度范围 2θ 为 10º~80º 之间。
图 1为X-射线粉末衍射谱图。产物的衍射峰均与立方相方沸石吻合(JCPDS No. 70-1575)。
图 2为产物的显微镜照片，证明产物为透明状单晶，大小约为120 µm。
实施例 2 ：
称取3.865 g固体NaOH溶于160 mL蒸馏水后放入烧杯中，同时加入1.201 g的Si粉，水浴温度90 ℃的条件下搅拌反应5 h得到硅酸钠溶液；称取1.947 g固体NaOH溶解于50 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入0.576 g的Al粉，搅拌室温条件下反应得到偏铝酸钠溶液；将硅酸钠溶液与偏铝酸钠溶液分别用滤纸过滤然后搅拌混合，然后微波功率700 W温度90 ℃充分搅拌条件下加热0.5 h反应得到前驱体为白色凝胶；取上述步骤所得前驱体凝胶加入到高压釜中，填充率为70%，在200 ℃的温度下恒温反应6 d；反应结束后，离心过滤，并用水洗涤至中性；在80 ℃恒温干燥箱中烘干12 h，即可获得方沸石单晶。

Claims (5)

1.一种立方晶系方沸石单晶的合成方法，其特征在于技术方案包括以下步骤：
(1) 硅酸钠溶液的制备：3.865 g固体NaOH溶于160 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入1.201 g的Si粉，同时水浴温度90 ℃的条件下搅拌反应5 h使其完全反应；
(2) 偏铝酸钠溶液的制备：1.947 g固体NaOH溶解于50 mL蒸馏水后放入烧杯中，加入0.576 g Al粉，搅拌室温条件下反应；
(3) 前驱体的制备：将硅酸钠溶液与偏铝酸钠溶液分别用滤纸过滤然后搅拌混合，然后微波功率700 W温度90 ℃充分搅拌条件下加热0.5 h反应得到前驱体为白色凝胶；
(4) 取步骤(3)所得凝胶加入到高压釜中，填充率为70%，在200 ℃的温度下恒温反应3至6 d；
(5) 反应结束后，离心过滤，并用水洗涤至中性；在80 ℃恒温干燥箱中烘干12 h，即可获得方沸石单晶。
2.本发明的反应原料为Si粉Al粉和NaOH。
3.本发明所述步骤(3)中的加热方式为微波加热所用功率700W温度90 ℃充分搅拌条件下加热0.5 h。
4.本发明所述步骤(4)中所需高压釜的填充率为70%，水热温度200 ℃，保温时间3至6 d。
5.本发明所述步骤(5)中的干燥方式为80 ℃恒温干燥箱中烘干12 h。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104030311A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 周青 一种微米级方沸石的制备方法
CN104291350A (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 中国地质大学（北京） 一种钾长石粉体水热碱法合成方沸石的工艺
CN104528762A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 上海大学 一种形态高度规则的a型沸石分子筛的制备方法
CN105272183A (zh) * 2015-09-30 2016-01-27 河南科技大学 一种白榴石的制备方法
CN105731486A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心 利用低质凹凸棒石黏土尾矿制备球形方沸石介孔材料的方法
CN106672991A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 中国石油化工股份有限公司 一种纳米级超细方沸石的制备方法
CN109928403A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 中国石油化工股份有限公司 一种大尺寸方沸石及其合成方法
CN114892259A (zh) * 2022-04-15 2022-08-12 深圳技术大学 一种方沸石单晶及其制备方法
CN115818659A (zh) * 2022-12-29 2023-03-21 武汉大学(肇庆)资源与环境技术研究院 一种以硅铝质尾矿制备方沸石的方法
CN117049560A (zh) * 2023-09-20 2023-11-14 深圳信息职业技术学院 一种利用废玻璃水热合成纯相方沸石多孔材料的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051817A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Institute Of National Colleges Of Technology Japan コバルト骨格置換アルミノシリケート型ゼオライト及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011051817A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Institute Of National Colleges Of Technology Japan コバルト骨格置換アルミノシリケート型ゼオライト及びその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
齐长林，张卫民，王晓琦，孙中溪: "方沸石的水热合成及其对水溶液中Pb_2_的吸附", 《济南大学学报（自然科学版）》, 5 November 2012 (2012-11-05) *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104030311A (zh) * 2014-06-27 2014-09-10 周青 一种微米级方沸石的制备方法
CN104291350A (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 中国地质大学（北京） 一种钾长石粉体水热碱法合成方沸石的工艺
CN104528762A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 上海大学 一种形态高度规则的a型沸石分子筛的制备方法
CN105272183A (zh) * 2015-09-30 2016-01-27 河南科技大学 一种白榴石的制备方法
CN106672991B (zh) * 2015-11-11 2018-10-12 中国石油化工股份有限公司 一种纳米级超细方沸石的制备方法
CN106672991A (zh) * 2015-11-11 2017-05-17 中国石油化工股份有限公司 一种纳米级超细方沸石的制备方法
CN105731486B (zh) * 2016-02-29 2018-01-30 中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心 利用低质凹凸棒石黏土尾矿制备球形方沸石介孔材料的方法
CN105731486A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 中国科学院兰州化学物理研究所盱眙凹土应用技术研发中心 利用低质凹凸棒石黏土尾矿制备球形方沸石介孔材料的方法
CN109928403A (zh) * 2017-12-15 2019-06-25 中国石油化工股份有限公司 一种大尺寸方沸石及其合成方法
CN114892259A (zh) * 2022-04-15 2022-08-12 深圳技术大学 一种方沸石单晶及其制备方法
CN114892259B (zh) * 2022-04-15 2023-09-26 深圳技术大学 一种方沸石单晶及其制备方法
CN115818659A (zh) * 2022-12-29 2023-03-21 武汉大学(肇庆)资源与环境技术研究院 一种以硅铝质尾矿制备方沸石的方法
CN117049560A (zh) * 2023-09-20 2023-11-14 深圳信息职业技术学院 一种利用废玻璃水热合成纯相方沸石多孔材料的方法

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