CN104528763A - 一种x型沸石分子筛的制备方法 - Google Patents

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王丹
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    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/20—Faujasite type, e.g. type X or Y
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Abstract

本发明公开了一种X型沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：将偏铝酸钠溶于去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；将水玻璃与适量模板剂四乙基氢氧化铵混合后，得到溶液B；把A溶液迅速加入到B溶液中，搅拌得白色凝胶，继续搅拌10min，得到初始反应液；将初始反应液转入反应釜中，经过室温静置陈化16-24h，100-120℃的温度下晶化24-42h，自然冷却、洗涤、干燥、煅烧后，得到产品。其中原料摩尔比为偏铝酸钠：硅酸钠：四乙基氢氧化铵=1:1:0.028。该方法简单，成本低廉，制得的X型沸石分子筛的特征是粒径可以达到10-20微米，分布均匀，形貌为高度规则的正八面体。

Description

一种X型沸石分子筛的制备方法
技术领域
本发明属于沸石分子筛吸附材料技术领域，涉及一种X型沸石分子筛的制备方法。
技术背景
X型分子筛属于八面沸石型（FAU)分子筛，属于立方晶系。X型沸石分子筛具有较大的比表面积和孔体积，是一种性能优越的吸附剂材料，主要用于气体的吸附分离与浄化。同时，X型沸石分子筛对铅、汞、镉等重金属离子及苯胺、苯酚等有害物质的交換能力很强，在污水处理中有着很好的应用前景。
目前水热法合成X型沸石分子筛的方法主要有一步低温晶化法、低温老化再高温晶化晶化两段法、加导向剂的两段法。例如：Graces等人用偏铝酸钠、硅酸钠、氢氧化铯制成混合凝胶，陈化后，低温（85℃）水热晶化72h，合成了ROH-X型共晶沸石用于甲醇与苯胺的烷基化的催化剂（Selective N,N-methylation of aniline over cocrystallized zeolitess RHO and zeolite X (FAU) and over Linde type L (Sr,K-LTL) [J]. Journal of Catalysis, 2003, 217(1): 107-116）。袁明亮等人以四乙基氢氧化铵为模板剂，硅酸钠作硅源，偏铝酸钠做铝源，引入Fe3O4前驱体，将混合凝胶于100℃晶化16h，合成了磁性X型沸石分子筛（Preparation and Properties of Magnetic Zeolite. The Chinese Journal of Process Engineering, 2009, 9(6): 1210-1215）。
但就目前已有文献和专利中报道的各种方法得到的X型沸石分子筛来看，这些方法都存在晶体形貌不规则、纯度低等缺点，大大影响了其后期应用的效果，且制作工艺繁复，不具有重现性。
因此，现有技术中仍需一种简单易行的可以制备出纯度较高、形态规则的X型沸石分子筛的方法。
发明内容
针对该问题，发明人在前人制备磁性X型沸石分子筛的制备方法的基础上，加以改进，提出了一种X型沸石分子筛的制备方法，克服了现有技术中存在的缺陷。
本发明涉及一种X型沸石分子筛的制备方法，步骤如下：
(a)  将偏铝酸钠溶于去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；
(b)  将水玻璃与适量模板剂四乙基氢氧化铵混合后，得到溶液B，上述各原料的摩尔比为偏铝酸钠：硅酸钠：四乙基氢氧化铵=1:1:0.028；
(c)  把A溶液迅速加入到B溶液中，搅拌得白色凝胶，继续搅拌10min，得到初始反应液；
(d)  将初始反应液转入反应釜中，经过室温静置陈化16-24h，100-120℃的温度下晶化24-42h，自然冷却、洗涤、干燥、400-500℃煅烧后得到产品。
制备出的X型沸石分子筛分子筛，其中各氧化物的摩尔比为：n(Na2O):n(SiO2):n(Al2O3):n(H2O)=1:2:1:(110-150)。
本发明的有益效果是：以水玻璃为原料，大大降低了生产成本，且该方法只有水玻璃和偏铝酸钠两种原料，工艺简单，方法灵活可控。利用室温静置更有利于形成高度规则的八面体形态的沸石晶体，且纯度较高，晶粒尺寸均一。
附图说明
附图1为分子筛样品1、2、3、4的XRD谱
附图2为分子筛样品1的SEM图
附图3为分子筛样品2的SEM图
附图4为分子筛样品3的SEM图
附图5为分子筛样品4的SEM图
附图6为分子筛样品5的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
将2.459g偏铝酸钠溶于25mL去离子水中，搅拌至完全溶解。将6.880g水玻璃与模板剂四乙基氢氧化铵（7mL 0.12mol/L）混合后，再与偏铝酸钠溶液混合，搅拌得白色凝胶，继续搅拌约10min。将混合物转入50mL带聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中，室温静置陈化16h后，于100℃静置晶化42h，自然冷却至室温。产物经洗涤、干燥、400℃煅烧后，得分子筛样品1。
从样品1和样品5的SEM图中，可以看出适当的室温静置有利于晶体的形成。
实施例2：
将2.459g偏铝酸钠溶于25mL去离子水中，搅拌至完全溶解。将6.880g水玻璃与模板剂四乙基氢氧化铵（7mL 0.12mol/L）混合后，再与偏铝酸钠溶液混合，搅拌得白色凝胶，继续搅拌约10min。将混合物转入高压釜中，室温静置陈化16h后，于110℃静置晶化36h，自然冷却至室温。产物经洗涤、干燥、400℃煅烧后，得分子筛样品2。
实施例3：
将2.459g偏铝酸钠溶于25mL去离子水中，搅拌至完全溶解。将6.880g水玻璃与模板剂四乙基氢氧化铵（7mL 0.12mol/L）混合后，再与偏铝酸钠溶液混合，搅拌得白色凝胶，继续搅拌约10min。将混合物转入高压釜中，室温静置陈化16h后，于120℃静置晶化24h，自然冷却至室温。产物经洗涤、干燥、450℃煅烧后，得分子筛样品3。
实施例4：
将2.459g偏铝酸钠溶于25mL去离子水中，搅拌至完全溶解。将6.880g水玻璃与模板剂四乙基氢氧化铵（7mL 0.12mol/L）混合后，再与偏铝酸钠溶液混合，搅拌得白色凝胶，继续搅拌约10min。将混合物转入高压釜中，室温静置陈化24h后，于100℃静置晶化36h，自然冷却至室温。产物经洗涤、干燥、450℃煅烧后，得分子筛样品4。
对比例：
将2.459g偏铝酸钠溶于25mL去离子水中，搅拌至完全溶解。将6.880g水玻璃与模板剂四乙基氢氧化铵（7mL 0.12mol/L）混合后，再与偏铝酸钠溶液混合，搅拌得白色凝胶，继续搅拌约10min。将混合物转入高压釜中，未经室温静置陈化，于100℃静置晶化42h，自然冷却至室温。产物经洗涤、干燥、煅烧后，得分子筛样品5。

Claims (2)

1.在本发明涉及一种X型沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)    将偏铝酸钠溶于去离子水中，搅拌至完全溶解，得到溶液A；
(b)    将水玻璃与适量模板剂四乙基氢氧化铵混合后，得到溶液B，上述各原料的摩尔比为：原料摩尔比为偏铝酸钠：硅酸钠：四乙基氢氧化铵=1:1:0.028；
(c)    把A溶液迅速加入到B溶液中，搅拌得白色凝胶，继续搅拌10min，得到初始反应液；
(d)    将初始反应液转入反应釜中，经过室温静置陈化16-24h，100-120℃的温度下晶化24-42h，自然冷却、洗涤、干燥、400-500℃煅烧后得到产品。
2.如权利要求1所述的一种X型沸石分子筛的制备方法，其特征在于，制备出的X型沸石分子筛，其中各氧化物的摩尔比为：n(Na2O):n(SiO2):n(Al2O3):n(H2O)=1:2:1:(110-150)。
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