CN111097542A - 一种固体碱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种固体碱及其制备方法。所述固体碱由负载碱金属氢氧化物的复合载体组成;按最终固体碱的重量计,所述碱金属氢氧化物的含量为0.5~10 wt%;按复合载体的重量计,氟硅烷的含量为0.001~0.05 wt%;Mg元素以MgO计在载体中的含量为10~50 wt%;Zr元素以ZrO2计在载体中的含量为5~50 wt%;Sr元素以SrO计在载体中的含量为0.1~10 wt%;余量为Al2O3。所述固体碱用于蒽醌降解物的再生具有碱性中心和疏油中心不易流失、机械强度高、再生效果好等优点。

Description

一种固体碱及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种固体碱及其制备方法,具体地说,涉及一种用于工作液中蒽醌降解物再生的固体碱及其制备方法。
背景技术
双氧水是一种重要的无机化工原料和精细化工产品,广泛应用于化工、纺织、造纸、食品、医药、化学品合成、环境保护等许多领域,与提高国民生活质量和水平也密切相关。目前,国内外生产双氧水的主要技术是蒽醌法。该法原理是首先将烷基蒽醌(如:2-乙基蒽醌)溶解在适当的混合溶剂中配制成工作液;然后在催化剂的作用下进行氢化反应,将烷基蒽醌还原为烷基氢蒽醌;最后用空气将烷基氢蒽醌氧化为烷基蒽醌,与此同时生成双氧水。
由于有机反应的复杂性和催化剂的选择性等原因,上述氢化和氧化过程中不可避免会有副反应发生,生成种类复杂的降解物,如:2-烷基羟基蒽酮、2-烷基蒽酮、5,6,7,8-四氢-2-烷基蒽醌环氧化物等。在实际生产过程中,降解物累积到一定程度会造成工作液中有效蒽醌含量降低,同时引起工作液物性的改变,如:密度增加、黏度增大、界面张力降低、与水的互溶度增大、系统阻力升高,氢化、氧化和萃取等操作都会受到不同程度的影响,从而导致双氧水产率降低、质量下降,增加了生产成本。因此,工作液中有效蒽醌的降解与再生问题是需要着重研究的课题。
工业上普遍采用活性氧化铝再生工作液中的蒽醌降解物,但目前采用的氧化铝存在再生能力低等问题。因此众多学者探索制备新型催化剂,用于工作液中蒽醌降解物的再生。
中国发明专利CN200810246589.8提供了一种蒽醌降解物再生催化剂及其制造方法。该再生剂中氧化铝的质量含量约为93~97%,75nm以上的大孔含量大于5%,孔容大于0.42 ml/g,微径孔径主要集中于50~100Å。其制造方法为:将氢氧化铝粉碎进行焙烧得到原粉,将其与拟薄水铝石混合,在制粒机上制得料球,然后把它送入转动设备进行表面处理,接着用60℃的水将料球进行水洗,最后将其焙烧得到再生剂。该再生剂对于工作液中有效蒽醌的再生量可达到10 g/L以上。
中国发明专利CN20141009092.5提供了一种再生剂的制备方法。该方法是在氧化铝粉末中加入稀硝酸溶液,混合均匀后制成条状,接着在400~700℃温度下焙烧3~5小时,然后将条状载体在氢氧化钠溶液中浸渍,最后将其取出干燥。采用该再生剂时工作液中有效蒽醌的增量为5.73 g/L。
目前所研究的再生催化剂虽然对蒽醌降解物的再生有一定效果,但是上述制备方法依然没有从根本上解决蒽醌降解物再生催化剂的普遍问题,如:碱性中心的流失、机械强度低、工作液的损失较大等。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种固体碱及其制备方法。所述固体碱用于蒽醌降解物的再生具有碱性中心和疏油中心不易流失、机械强度高、再生效果好等优点。
一种固体碱,所述固体碱由负载碱金属氢氧化物的复合载体组成;按最终固体碱的重量计,所述碱金属氢氧化物的含量为0.5~10 wt%,优选为0.5~5 wt%;按复合载体的重量计,氟硅烷的含量为0.001~0.05 wt%,优选为0.005~0.05 wt%;Mg元素以MgO计在载体中的含量为10~50 wt%,优选为25~38 wt%;Zr元素以ZrO2计在载体中的含量为5~50wt%,优选为5~30 wt%;Sr元素以SrO计在载体中的含量为0.1~10 wt%,优选为0.5~3wt%;余量为Al2O3
上述固体碱中,碱金属氢氧化物为NaOH、KOH中的一种或几种。
上述固体碱对十六烷的接触角为>130°,优选为145°至165°;所述固体碱比表面积为100~300 m2/g,优选为150~280 m2/g;抗压碎强度为80~200 N,优选为160~200 N。
一种固体碱的制备方法,包括如下步骤:
(1)复合载体的制备;
(2)采用浸渍-晶化-复分解的方法,将碱金属氢氧化物引入步骤(1)制备的复合载体上;制得固体碱。
一种固体碱的制备方法,具体包括如下步骤:
(1)配制含有Mg2+、Al3+、Zr4+的盐溶液(A液);配制含有碱性物质和表面活性剂的混合溶液(B液);配制含有氟硅烷的醇溶液(C液)。
(2)将A液和B液混合后加入C液;加入过程中,保持溶液的pH值恒定在7-8,加入完毕后,在60~70℃下继续搅拌12~24 小时,所得产物经过滤、洗涤、干燥后,得到氟硅烷插层的镁锆铝水滑石。
(3)将锶盐加入乙二胺四乙酸二钠的溶液中,搅拌均匀,然后调节溶液的pH值为9-10(D液);加入步骤(2)制备的物料,在30~50℃下搅拌12~24小时,然后进行晶化,晶化产物经过滤、洗涤、干燥、焙烧后,即可制得复合载体。
(4)将碱金属醇盐溶解于醇溶剂中,加入步骤(3)所得载体浸渍,然后进行晶化;将晶化产物进行水蒸气处理,经干燥、焙烧,即可制得固体碱。
上述方法步骤(1)中,所述Mg2+、Al3+、Zr4+为相应的硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或几种,优选为硝酸盐。
上述方法步骤(1)中,所述A液中Mg2+的浓度为0.25~1.5 mol/L,优选为0.5~0.75mol/L;Al3+的浓度为0.12~0.4 mol/L,优选为0.25~0.35 mol/L;Zr4+的浓度为0.04~0.45 mol/L,优选为0.04~0.21 mol/L。
上述方法步骤(1)中,所述B液中碱性物质为NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或几种,优选为NaOH、Na2CO3;碱性物质在B液中的质量分数为1~25%,优选为1~10%,其中,NaOH与Na2CO3的摩尔比为2~50,优选为2~25;表面活性剂为吐温80、司盘80、PEG400、PEG800中的一种或几种,优选为吐温80;表面活性剂在B液中的质量分数为0.01~10%,优选为0.1~1%。
上述方法步骤(1)中,所述C液中氟硅烷化合物为三氟丙基三甲氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种,优选为十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种,更优选为十七氟癸基三甲氧基硅烷。
上述方法步骤(1)中,所述氟硅烷化合物在溶液C中的质量百分浓度为0.01~1%,优选为0.05~0.5%。
上述方法步骤(2)中,所述A液和B液的滴加速率为0.1~10 ml/h,优选为0.1~1 ml/h;所述A液和B液的滴加温度为20~100℃,优选为50~80℃;所述干燥温度为80~220℃,优选为120~200℃;所述干燥时间为8~48小时,优选为8~24小时。
上述方法步骤(3)中,所述锶盐为硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或几种,优选为硫酸盐。所述锶盐在D液中的质量分数为0.1~10 %,优选为1~5 %。所述乙二胺四乙酸二钠在D液中的质量分数为0.5~20 %,优选为1.5~10 %。
上述方法步骤(3)中,所述悬浊液的液固比为1~50,优选为1~20;所述晶化温度为80~200℃,优选为100~150℃;所述晶化时间为6~50小时,优选为8~12小时。所述干燥温度为80~220℃,优选为120~200℃;所述干燥时间为8~48小时,优选为8~24小时。所述焙烧温度为400~1000℃,优选为600~850℃。所述焙烧时间为4~48小时,优选为4~12小时。
上述方法步骤(4)中,所述醇盐为甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、叔丁醇钠、叔戊醇钠中的一种或几种,优选为乙醇钠。
上述方法步骤(4)中,所述晶化温度为80~220℃,优选为80~100℃。所述晶化时间为8~48小时,优选为8~24小时。
上述方法步骤(4)中,所述载体:醇盐:醇的质量比为1︰(0.01~0.5)︰(0.1~1.0),优选为1︰(0.01~0.1)︰(0.3~0.6)。
上述方法步骤(4)中,所述物料与水蒸气发生复分解反应,通式为:ROM+H2O=MOH+ROH,R指相应的有机官能团,M指相应的碱金属;
上述方法步骤(4)中,所述水蒸气优选水蒸气与氮气混合气,水蒸气在混合气中的体积分数为:0.1~10 vol%,优选为0.1~2 vol%;水蒸气处理温度为80~220℃,优选为80~120℃;处理时间为0.5~20小时,优选为0.5~8小时。
上述方法步骤(4)中,所述干燥方式为真空干燥或惰性气体保护条件下干燥,或者在空气气氛下干燥。所述干燥温度为80~220℃,优选为120~200℃。所述干燥时间为10~48小时,优选为12~24小时。所述焙烧方式为真空焙烧或惰性气体保护条件下焙烧,所述焙烧温度为300~900℃,优选为500~700℃。所述焙烧时间为10~48小时,优选为12~24小时。
上述固体碱用于工作液中蒽醌降解物的再生,再生条件如下:将固体碱与含有蒽醌降解物的工作液按固液质量比为1︰5~1︰15混合,常压和40~60℃下进行反应。
本发明提供的一种固体碱及其制备方法,其有益效果在于:
(1)本发明提供了一种复合载体,其中SrO以柱撑的形式进入镁锆铝水滑石的层间,不仅为载体提供了一部分碱性中心,同时还起到了支撑结构的作用;经过高温焙烧后形成的多元金属氧化物载体,通过不同氧化物之间的相互作用,使载体具备了稳定的结构,极大提高了固体碱的机械强度。同时,氟硅烷以插层的方式嵌入镁锆铝水滑石结构中,不但给复合载体赋予了良好的疏油功能,还利用复合载体的层状结构有效降低了疏油中心的流失。
(2)通过烷氧基与载体之间的作用,将醇盐吸附于复合载体上,经复分解反应得到碱性中心,并在高温作用下形成了共价键结构,将碱性中心稳固与载体之上,大大降低了碱性中心的脱落和流失;同时,醇盐的有机官能团还起到了隔离碱性中心的作用,大大提高了碱性中心的分散性和活性。
(3)实验结果表明,本发明制备的固体碱具有较高的活性和稳定性,有效蒽醌再生量达到21 g/L以上,可连续工作18个月以上不失活。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的技术内容和效果,但不限制本发明。固体碱性能评价方法为:称取10 g固体碱和100 ml工作液(蒽醌降解物浓度为23 g/L)加入锥形瓶中,在50 ℃水浴中恒温振荡,在反应100小时后取出工作液分析组成。色谱分析条件为:Agilent 1260高效液相色谱仪,C18色谱柱,紫外检测器波长为245 nm,内标物为对硝基苯酚,流动相中甲醇︰水体积比为70︰30,流速为1 ml/min,采用内标法进行定量分析。
以下实施例及比较例中所述固体碱对十六烷接触角的测定方法如下:采用JC2000D5型接触角测量仪通过悬滴法测量固体碱与十六烷的接触角,所用液滴约为5uL,对于每个样品至少选取5个不同点进行测量,取其平均值作为接触角。
实施例1
步骤(1):配制A液:称取硝酸镁、硝酸铝、硝酸锆,溶于去离子水中,其中,Mg2+浓度为0.52 mol/L,Al3+浓度为0.28 mol/L,Zr4+浓度为0.18 mol/L。配制B液:称取NaOH、Na2CO3、吐温80,溶于去离子水中,其中,NaOH/Na2CO3摩尔比为15,(NaOH+Na2CO3)在B液中的质量分数为5%,吐温80在B液中的质量分数为0.8%。配制C液:称取十七氟癸基三甲氧基硅烷溶于异丙醇中,其中,十七氟癸基三甲氧基硅烷在C液中的质量分数为0.45%。配制D液:称取硝酸锶、乙二胺四乙酸二钠,溶于去离子水中,调节pH值为9.5,其中,硫酸锶在D液中的质量分数为4.5%,乙二胺四乙酸二钠在D液中的质量分数为7.9%。
步骤(2):在60 ℃下,将A液和B液以0.5 ml/h的速率加入三口烧瓶中,充分搅拌使之混合均匀,控制混合后溶液的pH值为7.5;待出现沉淀后,开始缓慢滴加C液,剧烈搅拌,当所有溶液滴加完毕后,于65 ℃下继续搅拌24小时,所得产物用95%乙醇洗涤3次,于120 ℃下干燥12小时,得到氟硅烷插层的镁锆铝水滑石。
步骤(3):将所得水滑石物料,按液固比为10加入D液中,得到悬浮液,于40 ℃下搅拌12小时,然后将该溶液转入高压釜中于110 ℃下晶化10小时,晶化产物用去离子水洗涤3次,于120 ℃下干燥12小时,于850 ℃下焙烧8小时,即可得到复合载体。
步骤(4):称取1.2 g乙醇钠溶于28 ml乙醇中,将所得载体加入该溶液中,在室温下浸渍1小时后,转入内衬聚四氟的不锈钢高压反应釜中于90 ℃下晶化18小时。晶化结束后,将产物装入石英管固定床反应器中,在氮气保护下升温至设定温度,按水蒸气占总气体体积分数的0.5 vol%,将水蒸气加入系统中与乙醇钠进行水蒸气处理,使之发生复分解反应生成氢氧化钠和乙醇,水蒸气处理温度为120 ℃,水蒸气处理为4小时,将物料取出,于120 ℃下干燥12小时,700 ℃下高温焙烧8小时。
固体碱的组成为:27.33 wt%MgO、29.09 wt%ZrO2、37.53 wt%Al2O3、2.90 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.019 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为275 m2/g,抗压碎强度为189 N,十六烷接触角为162°,有效蒽醌再生量为21.9 g/L。
实施例2
制备方法同实施例1,不同之处在于:A液中Mg2+浓度为0.61 mol/L,Al3+浓度为0.32mol/L,Zr4+浓度为0.14 mol/L。B液中的表面活性剂为司盘80。C液中十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷的质量分数为0.35%。
固体碱的组成为:30.90 wt%MgO、21.81 wt%ZrO2、41.34 wt%Al2O3、2.80 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.015 wt%十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷,比表面积为239 m2/g,抗压碎强度为178 N,十六烷接触角为155°,有效蒽醌再生量为21.2 g/L。
实施例3
制备方法同实施例1,不同之处在于:A液中Mg2+浓度为0.66 mol/L,Al3+浓度为0.35mol/L,Zr4+浓度为0.09 mol/L。B液中的表面活性剂为PEG400。C液中十三氟辛基三甲氧基硅烷的质量分数为0.19%。
固体碱的组成为:33.92 wt%MgO、14.22 wt%ZrO2、45.87 wt%Al2O3、2.84 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.008 wt%十三氟辛基三甲氧基硅烷,比表面积为251 m2/g,抗压碎强度为166 N,十六烷接触角为146°,有效蒽醌再生量为21.5 g/L。
实施例4
制备方法同实施例1,不同之处在于:A液中Mg2+浓度为0.73 mol/L,Al3+浓度为0.39mol/L,Zr4+浓度为0.05 mol/L。B液中的表面活性剂为PEG800。C液中六氟丁基丙基三甲氧基硅烷的质量分数为0.07%。
固体碱的组成为:36.57 wt%MgO、7.70 wt%ZrO2、49.82 wt%Al2O3、2.76 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.005 wt%六氟丁基丙基三甲氧基硅烷,比表面积为270 m2/g,抗压碎强度为158 N,十六烷接触角为140°,有效蒽醌再生量为20.9 g/L。
实施例5
制备方法同实施例1,不同之处在于:D液中硝酸锶的质量分数为3.5%,乙二胺四乙酸二钠的质量分数为6.8%。步骤(3)中的晶化温度为120 ℃,晶化时间为10小时,载体焙烧温度为800 ℃,焙烧时间为10小时。
固体碱的组成为:27.51 wt%MgO、29.29 wt%ZrO2、37.78 wt%Al2O3、2.27 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.019 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为265 m2/g,抗压碎强度为185 N,十六烷接触角为160°,有效蒽醌再生量为21.6 g/L。
实施例6
制备方法同实施例1,不同之处在于:D液中硝酸锶的质量分数为2.5%,乙二胺四乙酸二钠的质量分数为4.5%。步骤(3)中的晶化温度为130 ℃,晶化时间为8小时,载体焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为12小时。
固体碱的组成为:27.70 wt%MgO、29.48 wt%ZrO2、38.03 wt%Al2O3、1.63 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.017 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为238 m2/g,抗压碎强度为171 N,十六烷接触角为161°,有效蒽醌再生量为21.4 g/L。
实施例7
制备方法同实施例1,不同之处在于:D液中硝酸锶的质量分数为1.5%,乙二胺四乙酸二钠的质量分数为2.2%。步骤(3)中的晶化温度为140 ℃,晶化时间为8小时,载体焙烧温度为700 ℃,焙烧时间为12小时。
固体碱的组成为:27.89 wt%MgO、29.68 wt%ZrO2、38.29 wt%Al2O3、0.99 wt%SrO、3.14 wt%NaOH、0.018 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为215 m2/g,抗压碎强度为163 N,十六烷接触角为159°,有效蒽醌再生量为20.8 g/L。
实施例8
制备方法同实施例1,不同之处在于:步骤(4)中的醇盐为甲醇钠,晶化温度为85 ℃,晶化时间为20小时,水蒸气占总气体体积分数的1.0 vol%,水蒸气处理时间为6小时,固体碱焙烧温度为650 ℃,焙烧时间为8小时。
固体碱的组成为:27.36 wt%MgO、29.12 wt%ZrO2、37.57 wt%Al2O3、2.81 wt%SrO、3.12 wt%NaOH、0.016 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为273 m2/g,抗压碎强度为179 N,十六烷接触角为155°,有效蒽醌再生量为20.5 g/L。
实施例9
制备方法同实施例1,不同之处在于:步骤(4)中的醇盐为异丙醇钠,晶化温度为95 ℃,晶化时间为16小时,水蒸气占总气体体积分数的1.5 vol%,水蒸气处理时间为3小时,固体碱焙烧温度为600 ℃,焙烧时间为10小时。
固体碱的组成为:27.34 wt%MgO、29.10 wt%ZrO2、37.54 wt%Al2O3、2.90 wt%SrO、3.09 wt%NaOH、0.019 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为265 m2/g,抗压碎强度为183 N,十六烷接触角为160°,有效蒽醌再生量为21.1 g/L。
实施例10
制备方法同实施例1,不同之处在于:步骤(4)中的醇盐为叔丁醇钠,晶化温度为100℃,晶化时间为12小时,水蒸气占总气体体积分数的2.0 vol%,水蒸气处理时间为1小时,固体碱焙烧温度为550 ℃,焙烧时间为10小时。
固体碱的组成为:27.39 wt%MgO、29.16 wt%ZrO2、37.61 wt%Al2O3、2.75 wt%SrO、3.06 wt%NaOH、0.018 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,比表面积为270 m2/g,抗压碎强度为180 N,十六烷接触角为157°,有效蒽醌再生量为20.9 g/L。
比较例1
制备方法同实施例1,不同之处在于:不加锆盐和锶盐。制得参比剂B1。
参比剂B1的组成为:40.88 wt%MgO、55.96 wt%Al2O3、3.14 wt%NaOH、0.019 wt%十七氟癸基三甲氧基硅烷,抗压碎强度为95 N,远低于实施例1的催化剂强度。
比较例2
制备方法同实施例1,不同之处在于:不加氟硅烷。制得参比剂B2。
参比剂B2对十六烷的接触角为55°。参比剂B2用于工作液再生时,反应100小时后分析其对工作液的吸附量为0.56 g工作液/g催化剂;而在相同条件下,实施例1的催化剂对工作液的吸附量<0.01g工作液/g催化剂。
比较例3
制备方法同实施例1,不同之处在于:不进行水蒸气处理。制得参比剂B3。
参比剂B3的比表面积为195 m2/g,抗压碎强度为146 N,十六烷接触角为145°,性能评价同实施例1,有效蒽醌再生量为4.5 g/L。
比较例4
复合载体制备方法同实施例1。
采用浸渍法制备固体碱,具体操作为:称取NaOH 3.5 g,溶于水中,加入复合载体100 g,进行等体积浸渍。室温下静置8小时后,放入烘箱于120℃下处理12小时,然后在700℃下焙烧8小时,制得参比剂B4。
参比剂B4在相同条件下反应100小时后,XRF分析结果表明,NaOH的含量从3.14wt%降至0.12 wt%,碱性中心流失非常严重,流失率高达96.18%;而实施例1的催化剂,在反应100小时后,催化剂上的NaOH含量为3.05 wt%,碱性中心流失率仅为2.87 %。
比较例5
采用浸渍法制备负载型NaOH/Al2O3催化剂,具体操作为:称取NaOH 3.14 g,溶于水中,加入氧化铝载体100 g,进行等体积浸渍。室温下静置8小时后,放入烘箱于120 ℃下处理12小时,然后在700℃下焙烧8小时,制得参比剂B5。
参比剂B5的组成为:96.86 wt%Al2O3、3.14 wt%NaOH,比表面积为182 m2/g,抗压碎强度为81 N,十六烷的接触角为79°。催化剂性能评价同实施例1,有效蒽醌再生量为5.9 g/L。

Claims (21)

1. 一种固体碱,其特征在于:所述固体碱由负载碱金属氢氧化物的复合载体组成;按最终固体碱的重量计,所述碱金属氢氧化物的含量为0.5~10 wt%;按复合载体的重量计,氟硅烷的含量为0.001~0.05 wt%;Mg元素以MgO计在载体中的含量为10~50 wt%;Zr元素以ZrO2计在载体中的含量为5~50 wt%;Sr元素以SrO计在载体中的含量为0.1~10 wt%;余量为Al2O3
2. 根据权利要求1所述的固体碱,其特征在于:按最终固体碱的重量计,所述碱金属氢氧化物的含量为0.5~5 wt%;按复合载体的重量计,氟硅烷的含量为0.005~0.05 wt%;Mg元素以MgO计在载体中的含量为25~38 wt%;Zr元素以ZrO2计在载体中的含量为5~30wt%;Sr元素以SrO计在载体中的含量为0.5~3 wt%。
3.根据权利要求1所述的固体碱,其特征在于:固体碱中,碱金属氢氧化物为NaOH、KOH中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的固体碱,其特征在于:固体碱对十六烷的接触角为>130°;所述固体碱比表面积为100~300 m2/g;抗压碎强度为80~200 N。
5. 根据权利要求4所述的固体碱,其特征在于:固体碱对十六烷的接触角为145°至165°;所述固体碱比表面积为150~280 m2/g;抗压碎强度为160~200 N。
6.一种固体碱的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(1)复合载体的制备;
(2)采用浸渍-晶化-复分解的方法,将碱金属氢氧化物引入步骤(1)制备的复合载体上;制得固体碱。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
(1)配制含有Mg2+、Al3+、Zr4+的盐溶液(A液);配制含有碱性物质和表面活性剂的混合溶液(B液);配制含有氟硅烷的醇溶液(C液);
(2)将A液和B液混合后加入C液;加入过程中,保持溶液的pH值恒定在7-8,加入完毕后,在60~70℃下继续搅拌12~24 小时,所得产物经过滤、洗涤、干燥后,得到氟硅烷插层的镁锆铝水滑石;
(3)将锶盐加入乙二胺四乙酸二钠的溶液中,搅拌均匀,然后调节溶液的pH值为9-10(D液);加入步骤(2)制备的物料,在30~50℃下搅拌12~24小时,然后进行晶化,晶化产物经过滤、洗涤、干燥、焙烧后,即可制得复合载体;
(4)将碱金属醇盐溶解于醇溶剂中,加入步骤(3)所得载体浸渍,然后进行晶化;将晶化产物进行水蒸气处理,经干燥、焙烧,即可制得固体碱。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述Mg2+、Al3+、Zr4+为相应的硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或几种。
9. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述A液中Mg2+的浓度为0.25~1.5 mol/L;Al3+的浓度为0.12~0.4 mol/L;Zr4+的浓度为0.04~0.45 mol/L。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述B液中碱性物质为NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种或几种;碱性物质在B液中的质量分数为1~25%,其中,NaOH与Na2CO3的摩尔比为2~50;表面活性剂为吐温80、司盘80、PEG400、PEG800中的一种或几种;表面活性剂在B液中的质量分数为0.01~10%。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述C液中氟硅烷化合物为三氟丙基三甲氧基硅烷、六氟丁基丙基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷中的一种或几种。
12.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,所述氟硅烷化合物在溶液C中的质量百分浓度为0.01~1%。
13. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,所述A液和B液的滴加速率为0.1~10 ml/h;所述A液和B液的滴加温度为20~100℃;所述干燥温度为80~220℃℃;所述干燥时间为8~48小时。
14. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述锶盐为硝酸盐、硫酸盐、氯化物中的一种或几种,所述锶盐在D液中的质量分数为0.1~10 %,所述乙二胺四乙酸二钠在D液中的质量分数为0.5~20 %。
15.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述悬浊液的液固比为1~50;所述晶化温度为80~200℃;所述晶化时间为6~50小时;所述干燥温度为80~220℃;所述干燥时间为8~48小时,所述焙烧温度为400~1000℃,所述焙烧时间为4~48小时。
16.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述醇盐为甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠、叔丁醇钠、叔戊醇钠中的一种或几种。
17.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述晶化温度为80~220℃,所述晶化时间为8~48小时。
18.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述载体:醇盐:醇的质量比为1︰(0.01~0.5)︰(0.1~1.0)。
19. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述水蒸气为水蒸气与氮气混合气,水蒸气在混合气中的体积分数为:0.1~10 vol%;水蒸气处理温度为80~220℃;处理时间为0.5~20小时。
20.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,所述干燥方式为真空干燥或惰性气体保护条件下干燥,或者在空气气氛下干燥,所述干燥温度为80~220℃,所述干燥时间为10~48小时,所述焙烧方式为真空焙烧或惰性气体保护条件下焙烧,焙烧温度为300~900℃,所述焙烧时间为10~48小时。
21.权利要求1至5所述固体碱用于蒽醌降解物的再生,其特征在于:再生条件如下:将固体碱与含有蒽醌降解物的工作液按固液质量比为1︰5~1︰15混合,常压和40~60℃下进行反应。
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