CN103864090A - 以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法 - Google Patents

以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103864090A
CN103864090A CN201410099594.6A CN201410099594A CN103864090A CN 103864090 A CN103864090 A CN 103864090A CN 201410099594 A CN201410099594 A CN 201410099594A CN 103864090 A CN103864090 A CN 103864090A
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
molecular sieve
rice hull
silicon
rice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410099594.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103864090B (zh
Inventor
许珂敬
张迎迎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University of Technology
Original Assignee
Shandong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University of Technology filed Critical Shandong University of Technology
Priority to CN201410099594.6A priority Critical patent/CN103864090B/zh
Publication of CN103864090A publication Critical patent/CN103864090A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103864090B publication Critical patent/CN103864090B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用自蔓延法燃烧稻壳制得低温稻壳灰；（2）采用碱—酸反应法对稻壳灰进行提纯，制得纯度为99%的二氧化硅；（3）将氢氧化钠、氢氧化铝和去离子水按1:1.1:1的质量比混合后在90℃加热至均匀得到A液，再将氢氧化钠、二氧化硅和去离子水按1:1.8:24的质量比混合并在在90℃加热均匀得到B液，A液和B液中水的比例为1:10，将A液和B液混合并在50℃加搅拌2h后置于反应釜中在88℃下反应2h即得球型分子筛。本发明制备的球型分子筛的Ca2+交换容量约为332（mg/g），可用于吸附、分离、催化剂和石油化工等领域。

Description

以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法
技术领域
本发明提供一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，属于无机非金属材料技术领域。
背景技术
分子筛具有良好的催化性能、吸附性能和离子交换性，在洗涤剂、石化、医药和环保等领域有广泛的应用。二氧化硅球型分子筛是一种微孔材料, 具有优良的离子交换、催化和吸附性能, 在精细化学工业石油化学工业、医药卫生和环境保护等许多领域中具有广泛的用途和巨大的应用潜力。传统低温水热合成工艺制备的纳米球型分子筛纯度高、性能好且稳定, 但其制备原料为烧碱、氢氧化铝、水玻璃等化工原料, 价格较高且来源有限, 致使制备成本居高不下, 严重制约了二氧化硅球型分子筛的大规模使用和应用领域的进一步拓宽。因此, 世界各国致力于寻找价格低廉且来源广泛的天然铝硅酸盐矿物原料, 如高岭土、珍珠岩、浮岩、钾长石和天然红辉沸石等替代化工原料制备二氧化硅球型分子筛。
中国是水稻种植大国，年产稻谷在2亿t以上，加工后可得稻壳4000余万t，稻壳不易吸水，直接施放到田间作肥料又不易腐烂。现阶段大多作为初级燃料燃烧，综合利用率低。稻壳中主要成分为碳氢化合物，此外还含有15～18% 的无定形水合二氧化硅，燃烧后的稻壳灰中含有90%以上的火山岩型高活性二氧化硅。因此稻壳的综合利用具有重要意义，这不仅能解决大量农业副产物的污染问题，而且还能充分利用资源。目前稻壳硅的开发利用以从稻壳中提取SiO2为主，而以稻壳硅为原料合成A型和P型分子筛已有报道，且钙离子交换能力较低。本发明利用稻壳硅制备高钙离子交换能力的二氧化硅球型分子筛。
发明内容
本发明的目的是提出一种利用农业废弃物稻壳为原料、操作简便、成本低、产品性能优良的球型分子筛的制备方法。其技术内容为：
一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用自蔓延法燃烧稻壳制得低温稻壳灰；（2）采用碱—酸反应法对稻壳灰进行提纯，制得纯度为99%的二氧化硅；（3）将氢氧化钠、氢氧化铝和去离子水按1:1.1:1的质量比混合后在90℃加热至均匀得到A液，再将氢氧化钠、二氧化硅和去离子水按1:1.8:24的质量比混合并在在90℃加热均匀得到B液，A液和B液中水的比例为1:10，将A液和B液混合并在50℃加搅拌2 h后置于反应釜中在88℃下反应2 h即得球型分子筛。
所述的一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，特征在于：步骤（1）中采用自蔓燃法燃烧稻壳，燃烧温度控制在500~600℃，保温时间为4~6 h，磨细，过200目筛，得到平均粒径为40~60 nm左右、比表面积为180~200 m2/g左右的纳米稻壳灰。
所述的一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，特征在于：步骤（2）中采用碱—酸反应法对稻壳灰进行提纯，具体步骤是将稻壳灰按100 g稻壳灰/LNaOH溶液分散到浓度为1M NaOH溶液中，加热到90℃后溶煮2 h后得到硅钠溶液，用硫酸调节该溶液的pH值3~4，反应时间在2~3 h后将沉淀体系静置冷却陈化4 h，然后离心分离，用蒸馏水洗涤，离心干燥后制得纯度为99%的二氧化硅。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、以稻壳为硅源，取代有机化工原料或天然矿物资源，变废为宝。
2、所制备的二氧化硅球型分子筛的钙离子交换能力高达332（mg/g）以上。
附图说明：
图1是球型分子筛的XRD图；
图2是球型分子筛的SEM图。
具体实施方式
实施例一：
1、稻壳灰的制备：采用自蔓燃法燃烧稻壳，燃烧温度控制在500℃，保温时间为6 h，磨细，过200目筛，得到平均粒径为40 nm左右、比表面积为200 m2/g左右的纳米稻壳灰；
2、稻壳灰的提纯：将稻壳灰按100 g稻壳灰/LNaOH溶液分散到浓度为1M NaOH溶液中，加热到90℃后溶煮2 h后得到硅钠溶液，用硫酸调节该溶液的pH值3，反应时间在2 h后将沉淀体系静置冷却陈化4 h，然后离心分离，用蒸馏水洗涤，离心干燥后制得纯度为99 %左右的二氧化硅。
3、二氧化硅球型分子筛的制备：将氢氧化钠、氢氧化铝和去离子水按1:1.1:1的质量比混合后在90℃加热至均匀得到A液，再将氢氧化钠、二氧化硅和去离子水按1:1.8:24的质量比混合并在在90℃加热均匀得到B液，A液和B液中水的比例为1:10，将A液和B液混合并在50℃加搅拌2 h后置于反应釜中在85℃下反应4 h即得球型分子筛。
实施例二
1、稻壳灰的制备：采用自蔓燃法燃烧稻壳，燃烧温度控制在600℃，保温时间为4 h，磨细，过200目筛，得到平均粒径为60nm左右、比表面积为180 m2/g左右的纳米稻壳灰；
2、稻壳灰的提纯：将稻壳灰按100 g稻壳灰/LNaOH溶液分散到浓度为1M NaOH溶液中，加热到90℃后溶煮2 h后得到硅钠溶液，用硫酸调节该溶液的pH值4，反应时间在3 h后将沉淀体系静置冷却陈化4 h，然后离心分离，用蒸馏水洗涤，离心干燥后制得纯度为99%左右的二氧化硅。
3、二氧化硅球型分子筛的制备：将氢氧化钠、氢氧化铝和去离子水按1:1.1:1的质量比混合后在90℃加热至均匀得到A液，再将氢氧化钠、二氧化硅和去离子水按1:1.8:24的质量比混合并在在90℃加热均匀得到B液，A液和B液中水的比例为1:10，将A液和B液混合并在50℃加搅拌2 h后置于反应釜中在90℃下反应2h即得球型分子筛。

Claims (3)

1.一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用自蔓延法燃烧稻壳制得低温稻壳灰；（2）采用碱—酸反应法对稻壳灰进行提纯，制得纯度为99%的二氧化硅；（3）将氢氧化钠、氢氧化铝和去离子水按1:1.1:1的质量比混合后在90℃加热至均匀得到A液，再将氢氧化钠、二氧化硅和去离子水按1:1.8:24的质量比混合并在在90℃加热均匀得到B液，A液和B液中水的比例为1:10，将A液和B液混合并在50℃加搅拌2 h后置于反应釜中在88℃下反应2 h即得球型分子筛。
2.如权利要求 1 所述的一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，特征在于：步骤（1）中采用自蔓燃法燃烧稻壳，燃烧温度控制在500~600℃，保温时间为4~6 h，磨细，过200目筛，得到平均粒径为40~60nm、比表面积为180~200m2/g的纳米稻壳灰。
3.如权利要求 1 所述的一种以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法，特征在于：步骤（2）中采用碱—酸反应法对稻壳灰进行提纯，具体步骤是将稻壳灰按100g稻壳灰/LNaOH溶液分散到浓度为1M NaOH溶液中，加热到90℃后溶煮2 h后得到硅钠溶液，用硫酸调节该溶液的pH值3~4，反应时间在2~3 h后将沉淀体系静置冷却陈化4 h，然后离心分离，用蒸馏水洗涤，离心干燥后制得纯度为99%的二氧化硅粉末。
CN201410099594.6A 2014-03-18 2014-03-18 以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法 Expired - Fee Related CN103864090B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410099594.6A CN103864090B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410099594.6A CN103864090B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103864090A true CN103864090A (zh) 2014-06-18
CN103864090B CN103864090B (zh) 2017-11-14

Family

ID=50903194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410099594.6A Expired - Fee Related CN103864090B (zh) 2014-03-18 2014-03-18 以稻壳为硅源制备球型分子筛的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103864090B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87105499A (zh) * 1987-08-03 1988-09-21 金凌石油化工公司南京炼油厂 无粘结剂球状a型分子筛制备方法
CN101348263A (zh) * 2008-09-05 2009-01-21 江苏扬农化工股份有限公司 一种微球型高硅zsm-5分子筛及其合成方法
CN102515196A (zh) * 2011-11-21 2012-06-27 烟台大学 一种无粘结剂高强度分子筛及其制备方法
CN103420394A (zh) * 2013-09-01 2013-12-04 山东理工大学 一种利用稻壳为硅源制备x型分子筛的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87105499A (zh) * 1987-08-03 1988-09-21 金凌石油化工公司南京炼油厂 无粘结剂球状a型分子筛制备方法
CN101348263A (zh) * 2008-09-05 2009-01-21 江苏扬农化工股份有限公司 一种微球型高硅zsm-5分子筛及其合成方法
CN102515196A (zh) * 2011-11-21 2012-06-27 烟台大学 一种无粘结剂高强度分子筛及其制备方法
CN103420394A (zh) * 2013-09-01 2013-12-04 山东理工大学 一种利用稻壳为硅源制备x型分子筛的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUE CHENG ET AL: "Preparation and characterization of nanosized ZSM-5 zeolites in the absence of organic template", 《MATERIALS LETTERS》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103864090B (zh) 2017-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Murukutti et al. Synthesis of nano-crystalline zeolite-A and zeolite-X from Indian coal fly ash, its characterization and performance evaluation for the removal of Cs+ and Sr2+ from simulated nuclear waste
Yang et al. Green synthesis of zeolite 4A using fly ash fused with synergism of NaOH and Na2CO3
Liang et al. Production of biosilica nanoparticles from biomass power plant fly ash
Hu et al. Synthesis of zeolites Na-A and Na-X from tablet compressed and calcinated coal fly ash
AU2020100373A4 (en) Method for preparing ssz-13 molecular sieve by using fly ash
CN103420394A (zh) 一种利用稻壳为硅源制备x型分子筛的方法
Musyoka et al. Synthesis of hydroxy sodalite from coal fly ash using waste industrial brine solution
CN105540606B (zh) 一种以黏土矿物为原料无溶剂合成mfi型沸石的方法
Belviso et al. Zeolite synthesised from fused coal fly ash at low temperature using seawater for crystallization
CN102320615A (zh) 一种以微硅粉为原料碳化制备沉淀白炭黑的方法
CN104258804B (zh) 一种煤矸石的综合利用方法
CN101844770A (zh) 一种利用粉煤灰提铝残渣制备白炭黑的方法
CN106745027A (zh) 一种粉煤灰合成方沸石的方法
CN104402017A (zh) 一种粉煤灰合成沸石的方法
CN109336129A (zh) 一种伊利石无模板合成多级孔zsm-5沸石分子筛的方法
CN105439169B (zh) 一种利用粉煤灰和活性炭合成钠型沸石的方法
Shaila et al. Zeolite synthesis strategies from coal fly ash: a comprehensive review of literature
CN109336123A (zh) 一种利用粉煤灰制备高模数水玻璃的方法
CN104909383B (zh) 合成多层状高比表面sba‑15介孔分子筛的方法
CN103991880B (zh) 一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法
CN102173433A (zh) 一种由粉煤灰合成单相方钠石的方法
CN102557047A (zh) 以生物质电厂灰为原料制备介孔二氧化硅的方法
Wang et al. A clean method for gallium recovery and the coproduction of silica-potassium compound fertilizer and zeolite F from brown corundum fly ash
Yao et al. Synthesis and characterization of lithium zeolites with ABW type from coal fly ash
CN104107676B (zh) 一种利用燃煤灰渣废弃物制备铝代雪硅钙石吸附材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171114

Termination date: 20180318

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee