CN103991880B - 一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用酸溶‑热解法制得SiO2含量高达99%稻壳灰；（2）在80~85℃条件下，按比例将氢氧化钠、稻壳灰、正丁胺C4H9NH2和去离子水混合搅拌后得A液，将氢氧化铝加入适量去离子水得B液，将A液加到B液混合搅拌4 h后导入高压反应釜中，在150~160℃下晶化72~84 h，洗涤、过滤和干燥后置入1M NaOH溶液中，在60~65℃下搅拌4~6 h，再经洗涤、过滤和干燥，最后在550℃下焙烧5 h即得丝光沸石分子筛。本发明制备的丝光沸石分子筛的Ca2+交换容量在350（mg/g）以上，可用于吸附、分离、催化剂和石油化工等领域。

Description

一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法
技术领域
本发明提供一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，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。丝光沸石分子筛是一种纳米介孔材料，具有更高的硅铝比，所以具有更高的热稳定性，抗水蒸汽性及耐酸性，作为一种优良催化剂，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、农业、建材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丝光沸石分子筛纯度高、性能好且稳定，但其制备原料为正硅酸乙酯、硅胶、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，严重制约了丝光沸石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，如硅藻土、珍珠岩、浮岩、钾长石和天然红辉沸石等替代化工原料制备丝光沸石分子筛。
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，本发明利用稻壳硅制备高钙离子交换能力的丝光沸石分子筛。
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、产品性能优良的丝光沸石分子筛分子筛的制备方法。其技术内容为：
一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用酸溶-热解法制得二氧化硅含量高达99%稻壳灰；（2）在80~85℃条件下，按比例将氢氧化钠、稻壳灰、正丁胺和去离子水混合搅拌后得A液，将氢氧化铝加入适量去离子水得B液，将A液加到B液混合搅拌4 h后导入高压反应釜中，在150~160℃下晶化72~84 h，洗涤、过滤和干燥后置入1M NaOH溶液中，在60~65℃下搅拌4~6 h，再经洗涤、过滤和干燥，最后在550℃下焙烧5 h即得丝光沸石分子筛。
所述的一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，特征在于：步骤（1）具体是将稻壳用水清洗，除去灰尘以及稻秆，置于烘箱中干燥；再用质量分数为3 %的硫酸浸泡4h，用去离子水洗至中性并干燥；将干燥的稻壳置于600 ℃的电阻炉中煅烧4 h，磨细即得稻壳灰。
所述的一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，特征在于：步骤（2）中A液和B液中各物质的摩尔比为SiO2:Na2O=6，SiO2:Al2O3=70，SiO2:C4H9NH2=3，H2O:SiO2=40，其中A液中加去离子水量为总水量的4/5，B液中仅为1/5。
本发明与现有技术相比，其优点为：
1、利用农业废弃物稻壳为原料，采用酸溶-热解法制备出具有高活性的、二氧化硅含量高达99%以上的纳米级稻壳灰；
2、所制备的丝光沸石分子筛的钙离子交换能力高达350（mg/g）以上。
附图说明：
图1是丝光沸石分子筛的XRD图；
图2是丝光沸石分子筛的SEM图。
具体实施方式
实施例一：
1、稻壳灰的制备：具体是将稻壳用水清洗，除去灰尘以及稻秆，置于烘箱中干燥；再用质量分数为3 %的硫酸浸泡4 h，用去离子水洗至中性并干燥；将干燥的稻壳置于600℃的电阻炉中煅烧4 h，磨细即得稻壳灰；
2、丝光沸石分子筛的制备：在80℃条件下，按比例将氢氧化钠、稻壳灰、正丁胺和去离子水混合搅拌后得A液，将氢氧化铝加入适量的去离子水得B液；A液和B液中各物质的摩尔比为SiO2:Na2O=6，SiO2:Al2O3=70，SiO2:C4H9NH2=3，H2O:SiO2=40，其中A液中加去离子水量为总水量的4/5，B液中仅为1/5；将A液加到B液混合搅拌4 h后导入高压反应釜中，在150℃下晶化84 h，取出进行洗涤、过滤和干燥后，置入1M NaOH溶液中，在60℃下搅拌6 h，再经洗涤、过滤和干燥，最后在550℃下焙烧5 h即得丝光沸石分子筛。
实施例二
1、稻壳灰的制备：具体是将稻壳用水清洗，除去灰尘以及稻秆，置于烘箱中干燥；再用质量分数为3 %的硫酸浸泡4 h，用去离子水洗至中性并干燥；将干燥的稻壳置于600℃的电阻炉中煅烧4 h，磨细即得稻壳灰；
2、丝光沸石分子筛的制备：在85℃条件下，按比例将氢氧化钠、稻壳灰、正丁胺和去离子水混合搅拌后得A液，将氢氧化铝加入适量的去离子水得B液；A液和B液中各物质的摩尔比为SiO2:Na2O=6，SiO2:Al2O3=70，SiO2:C4H9NH2=3，H2O:SiO2=40，其中A液中加去离子水量为总水量的4/5，B液中仅为1/5；将A液加到B液混合搅拌4 h后导入高压反应釜中，在160℃下晶化72 h，取出进行洗涤、过滤和干燥后，置入1M NaOH溶液中，在65℃下搅拌4 h，再经洗涤、过滤和干燥，最后在550℃下焙烧5 h即得丝光沸石分子筛。

Claims (2)

1.一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）采用酸溶-热解法制得二氧化硅含量高达99%稻壳灰；（2）在80~85℃条件下，按比例将氢氧化钠、稻壳灰、正丁胺C4H9NH2和去离子水混合搅拌后得A液，将氢氧化铝加入适量去离子水得B液，将A液加到B液混合搅拌4 h后导入高压反应釜中，在150~160℃下晶化72~84 h，洗涤、过滤和干燥后置入1M NaOH溶液中，在60~65℃下搅拌4~6 h，再经洗涤、过滤和干燥，最后在550℃下焙烧5 h即得丝光沸石分子筛; 步骤（1）具体是将稻壳用水清洗，除去灰尘以及稻秆，置于烘箱中干燥；再用质量分数为3 %的硫酸浸泡4 h，用去离子水洗至中性并干燥；将干燥的稻壳置于600 ℃的电阻炉中煅烧4 h，磨细即得稻壳灰。
2.如权利要求 1 所述的一种以稻壳为硅源制备丝光沸石分子筛的方法，特征在于：步骤（2）中A液和B液中各物质的摩尔比为SiO2:Na2O=6，SiO2:Al2O3=70，SiO2: C4H9NH2=3，H2O:SiO2=40，其中A液中加去离子水量为总水量的4/5，B液中仅为1/5。
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