CN104528755A - 一种p1型分子筛的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种P1型分子筛的制备方法。首先将铝源、硅源、氢氧化钠和水混合均匀形成导向剂和母液凝胶，导向剂陈化一段时间，然后将一定量导向剂加入到母液中，最终凝胶Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是 (2~3):1:(7~9):(130~180)。在90-110℃下微波晶化70-120min，将所得的固体产物洗涤烘干，得到P1型分子筛。本发明首先直接合成P1型分子筛晶种，在晶化过程中采用微波加热技术，缩短了晶化时间，提高了合成效率，降低了能耗和生产成本。

Description

一种P1型分子筛的制备方法
技术领域
本发明涉及一种P1型分子筛的制备方法，特别涉及利用微波水热技术制备P1型分子筛。
背景技术
P1型分子筛具有八元环交叉孔道的GIS型结构，在[100]和[010]方向孔道尺寸分别为3.1x4.5?和2.8x4.8?。P1型分子筛具有良好的离子交换能力，因此在洗涤剂工业、石化、医药和环保等领域有广泛的应用。P1型分子筛对Ca2+，Mg2+等良好的选择性，也具有很高的非离子型表面活性剂吸附容量以及保持洗涤剂中某些昂贵组分稳定能力，可作为替代三聚磷酸钠的无磷洗涤助剂。
P1型分子筛可用化工原料直接合成。文献“Knobby surfaced, mesoporous, single-phase GIS-NaP1 zeolite microsphere synthesis and characterization for H2 gas adsorption”中报道了一种利用特殊设计的反应釜，在传统的水热条件下先将反应凝胶在强烈的搅拌状态选室温老化24小时，然后在100℃下动态晶化24小时，得到颗粒尺寸约在1-2微米的NaP1型分子筛。该方法反应时间较长，且所需的仪器需要特殊定制的仪器。
CN 102963903 B 中报道了一种以煤灰粉为原料，加入GIS晶种，凝胶经过微波辐射后，再利用水热合成P1型分子筛。该方法首先要经研磨、酸液浸泡、加热、水洗等处理煤灰粉，其次先对凝胶进行微波辐射，最后在水热条件下晶化一段时间。该合成方法时间虽然相对于传统的纯水热合成有所缩短，但是该方法的合成步骤复杂，相对于直接的微波水热时间还是较长。
在现有文献和专利的报道中，基本采用传统的水热合成，该技术合成P1型分子筛反应时间长，步骤复杂，能耗大。本发明要解决的技术问题是提供一种直接合成P1型分子筛晶种、缩短晶化时间、提高合成效率、步骤简单的快速合成P1型分子筛的制备方法。
发明内容
本发明的目的是针对P1型分子筛合成时间过长、步骤复杂的不足，提供一种步骤简单且能快速合成P1型分子筛的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种P1型分子筛的制备方法，包含以下步骤：
1）将铝源、硅源、氢氧化钠和水混合均匀，形成导向剂，其中Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(5~7):1:(7~9):(130~180)，导向剂在室温下陈化12-24h；
2）将铝源、硅源、氢氧化钠和水混合均匀，形成母液，其中Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(2~3):1:(7~9):(130~180)；
3）将一定量的步骤1）形成的导向剂加入步骤2）形成的母液中，导向剂的加入量以Al2O3占母液中Al2O3的重量百分比5%-10%计算，使最终凝胶的Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(2~3):1:(7~9):(130~180)；
4）将最终凝胶转移到微波消解仪中，在90-110℃下微波晶化70-120min，将所得的固体产物洗涤烘干处理，得到P1型分子筛。
步骤1）或2）中硅源可选择硅酸钠、硅溶胶、炭黑、水玻璃，优选为水玻璃。
步骤1）或2）中铝源可选择偏铝酸钠，薄水铝石，异丙醇铝等，优选为偏铝酸钠。
步骤3）中晶化温度可以是90-110℃，优选为100℃。
步骤4）中固体产物洗涤烘干处理方法是：先进行抽滤，用去离子水洗至pH<9，过滤，再在80℃下干燥24h。
与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点：
（1）利用导向剂提供P1型分子筛晶种，提高了晶化速度。
（2）利用微波缩短了晶化时间，使P1型分子筛合成时间大幅度的减少。
（3）所制备的P1型分子筛产量高，晶体粒径分布均匀，尺寸为1-3μm，相对结晶度高。
（4）步骤简单，原料易得。
附图说明
图1为实施例1中得到的P1型分子筛的X射线衍射图。
图2为实施例1中得到的P1型分子筛的扫描电子显微镜照片。
图3为实施例2中得到的P1型分子筛的X射线衍射图。
图4为实施例2中得到的P1型分子筛的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步说明：
实施例1
按以下方法制备P1型沸石分子筛：
将2.035g氢氧化钠和1.045g偏铝酸钠溶解在10mL水中，搅拌至澄清，然后加入12.57g水玻璃，混合搅拌20分钟，得到的导向剂静置陈化12小时。将0.07g氢氧化钠和6.545g偏铝酸钠溶解在66mL水中，搅拌至澄清，然后加入78.61g水玻璃，强烈搅拌20分钟，直至凝胶混合均匀，形成母液凝胶。在搅拌的状态下，向母液凝胶中缓慢加入导向剂8.65g，搅拌10-20分钟。将上述凝胶加入到聚四氟乙烯反应釜中，在800w的功率下，在90℃下晶化70分钟，得到产品1。产品1的XRD谱图参见图1，产品1的扫描扫描电子显微镜照片参见图2。由图1的XRD谱图分析可知，产品1是P1型分子筛，由图2的扫描电子显微镜照片可以看出P1型分子筛的形貌特征。
实施例2
按以下方法制备P1型沸石分子筛：
将2.035g氢氧化钠和1.045g偏铝酸钠溶解在10mL水中，搅拌至澄清，然后加入12.57g水玻璃，混合搅拌20分钟，得到的导向剂静置陈化24小时。将0.07g氢氧化钠和6.545g偏铝酸钠溶解在66mL水中，搅拌至澄清，然后加入78.61g水玻璃，强烈搅拌20分钟，直至凝胶混合均匀，形成母液凝胶。在搅拌的状态下，向母液凝胶中缓慢加入导向剂8.65g，搅拌10-20分钟。将上述凝胶加入到聚四氟乙烯反应釜中，在800w的功率下，在110℃下晶化70分钟，得到产品2。产品2的XRD谱图参见图3，产品2的扫描扫描电子显微镜照片参见图4。由图3的XRD谱图可知，产品2是P1型分子筛，由图4扫描电子显微镜照片可以看出P1型分子筛的形貌特征。

Claims (5)

1.一种P1型分子筛的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
1）将铝源、硅源、氢氧化钠和水混合均匀，形成导向剂，其中Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(5~7):1:(7~9):(130~180)，导向剂在室温下陈化12-24h；
2）将铝源、硅源、氢氧化钠和水混合均匀，形成母液，其中Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(2~3):1:(7~9):(130~180)；
3）将一定量的步骤1）形成的导向剂加入步骤2）形成的母液中，导向剂的加入量以Al2O3占母液中Al2O3的重量百分比5%-10%计算，使最终凝胶的Na2O、Al2O3、SiO2和H2O的摩尔配比是(2~3):1:(7~9):(130~180)；
4）将最终凝胶转移到微波消解仪中，在90-110℃下微波晶化70-120min，将所得的固体产物洗涤烘干处理，得到P1型分子筛。
2.根据权利要求1所述的P1型分子筛的制备方法，其特征在于，所述硅源为硅酸钠、硅溶胶、炭黑或水玻璃。
3.根据权利要求1所述的P1型分子筛的制备方法，其特征在于，所述铝源为偏铝酸钠、薄水铝石或异丙醇铝。
4.根据权利要求1所述的P1型分子筛的制备方法，其特征在于，所述微波晶化温度为100℃。
5.根据权利要求1所述的P1型分子筛的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中固体产物洗涤烘干处理方法是：先进行抽滤，用去离子水洗至pH<9，过滤，再在80℃下干燥24h。
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