CN113353950A - 一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 - Google Patents
一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113353950A CN113353950A CN202110751664.1A CN202110751664A CN113353950A CN 113353950 A CN113353950 A CN 113353950A CN 202110751664 A CN202110751664 A CN 202110751664A CN 113353950 A CN113353950 A CN 113353950A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron tailings
- molecular sieve
- sba
- preparing
- tailings
- 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.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- 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
- C01B39/04—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 using at least one organic template directing agent, e.g. an ionic quaternary ammonium compound or an aminated compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B37/00—Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
- C01B37/005—Silicates, i.e. so-called metallosilicalites or metallozeosilites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/16—Pore diameter
- C01P2006/17—Pore diameter distribution
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明的目的是为了进一步提高铁尾矿的利用率，提供了一种利用铁尾矿制备SBA‑15分子筛的方法。该方法以铁尾矿中的SiO2为硅源，预煅烧后，与NaOH溶液反应得到硅酸钠溶液，再与溶解在盐酸溶液中的模板剂晶化反应，再经煅烧既得分子筛，该工艺流程简单，易于实现，为铁尾矿的资源化利用提供新的途径。
Description
技术领域
本发明属于铁尾矿固废利用技术领域，具体涉及一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法。
背景技术
分子筛是一类具有选择吸附性质的材料，广泛应用于涉及化学、石油、精细化工、催化等领域。SBA-15是目前孔径最大的介孔分子筛材料，孔径尺寸为4.6～30nm，孔体积可达0.85cm3/g。具有较好的水热稳定性，在催化分离、生物及纳米材料等领域都有广阔的应用前景。现有的SBA-15分子筛一般采用正硅酸乙酯为原料，成本较高，而且后续的晶化温度较高。
铁尾矿具有SiO2含量高的特点，如果能够提取铁尾矿中的SiO2有价组分作为硅源制备SBA-15分子筛，将会进一步提高铁尾矿的利用率、降低分子筛的成本。
发明内容
本发明的目的是为了进一步提高铁尾矿的利用率，提供了一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法。该方法以铁尾矿中的SiO2为硅源，与NaOH溶液反应得到硅酸钠溶液，再与溶解在盐酸溶液中的三嵌段共聚物P123晶化反应，再经煅烧既得分子筛，该工艺流程简单，易于实现，为铁尾矿的资源化利用提供新的途径。
本发明的技术方案如下：
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，以铁尾矿中的SiO2为硅源。
进一步的，上述利用铁尾矿制SBA-15分子筛的方法，包括以下步骤：
(1)取粒度400目以下质量含量占85％以上的铁尾矿，于850-900℃煅烧2h-4h；
(2)煅烧后的铁尾矿与NaOH溶液于80-100℃反应1-2h，反应液冷却过滤，滤液为硅酸钠溶液；
(3)在1-2mol/L盐酸溶液中加入模板剂，水浴搅拌至溶解，再加入步骤(2)制备的硅酸钠溶液，搅拌4-6h后于90-100℃晶化反应20-24h；
(4)将产物过滤、洗涤、干燥；
(5)干燥后的产物按照2-3℃/min的速度升温至520-550℃并煅烧4-5h。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(1)中，铁尾矿中SiO2的质量含量≥70％。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(2)中，NaOH溶液浓度为3.5-4.5mol/L，NaOH与煅烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为2-4∶1。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(2)中，硅酸钠溶液浓度≥20g/L。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(3)中，模板剂的重量为盐酸溶液重量的2.5-5％。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(3)中，模板剂为三嵌段共聚物P123。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，步骤(3)中，盐酸与硅酸钠的摩尔比为6.5-8∶1。
进一步的，上述利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，制得的SBA-15分子筛比表面积在400-610cm2/g之间，孔径在6.5-8.9nm之间。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1、本发明采用预煅烧对铁尾矿中的活化，在与碱反应可以在低温下反应。而且晶化温度较低；整体工艺流程简单，易于实现，
2、本发明制得的SBA-15分子筛具有比表面积大，孔结构规整等优点，在催化分离生物及纳米材料等领域都有广阔的应用前景。
附图说明
图1是实施例1方法流程图。
图2是实施例1制备的SBA-15分子筛TEM图片；
(a)标尺为100nm，(b)标尺为20nm。
具体实施方式
为了更好的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施案例做进一步阐述。
本发明所使用的鞍山地区铁尾矿组成如下表所示：
实施例1
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，采用的工艺流程图如图1所示，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中900℃焙烧2h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入4mol/L的NaOH溶液，NaOH与焙烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为3∶1，80℃下反应1h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为20.2g/L。在350ml的2mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，使盐酸与硅酸钠的摩尔比为7∶1，搅拌4h后于反应釜中100℃晶化反应24h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照3℃/min升温至550℃煅烧4h，最终得到SBA-15分子筛。制得的SBA-15分子筛TEM图如图2。
BET测试显示制得的SBA-15比表面积为552m2/g。
对比实施例1
本发明实施了对比案例与上述实施案例1进行比较，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中900℃焙烧2h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入4mol/L的NaOH溶液，NaOH与焙烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为3∶1，80℃下反应1h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为20.2g/L。在350ml 2mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，搅拌4h后于反应釜中150℃晶化反应24h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照3℃/min升温至550℃煅烧4h，最终得到SBA-15分子筛。
对比实施例2
本发明实施了对比案例与上述实施案例1进行比较，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中900℃焙烧2h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入4mol/L的NaOH溶液，NaOH与焙烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为3∶1，80℃下反应1h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为20.2g/L。在350ml 2mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，搅拌4h后于反应釜中180℃晶化反应24h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照3℃/min升温至550℃煅烧4h，最终得到SBA-15分子筛。
实施例1与对比实施例1、2中合成的SBA-15的BET测试参数如下表所示：
实施例2
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中900℃焙烧2h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿30g，加入4mol/L的NaOH溶液180ml，90℃下反应1.5h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为21.5g/L。在350ml的2mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，40℃水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，使盐酸与硅酸钠的摩尔比为8∶1，搅拌4h后于反应釜中100℃晶化反应24h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照3℃/min升温至550℃煅烧4h，最终得到SBA-15分子筛。
BET测试显示制得的SBA-15比表面积为570m2/g。
实施例3
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中900℃焙烧4h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入4mol/L的NaOH溶液120ml，90℃下反应2h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为21.9g/L。在350ml的2mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，使盐酸与硅酸钠的摩尔比为6.5∶1，搅拌4h后于反应釜中100℃晶化反应24h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照3℃/min升温至550℃煅烧4h，最终得到SBA-15分子筛。
BET测试显示制得的SBA-15比表面积为575m2/g。
实施例4
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中850℃焙烧3h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入3.5mol/L的NaOH溶液，NaOH与焙烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为2∶1，100℃下反应1.5h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为20.7g/L。在350ml的1mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，使盐酸与硅酸钠的摩尔比为7∶1，搅拌6h后于反应釜中90℃晶化反应20h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照2℃/min升温至520℃煅烧5h，最终得到SBA-15分子筛。
实施例5
一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，具体操作如下：取300g尾矿球磨至400目以下占比85％以上，取50g磨好的尾矿置于马弗炉中870℃焙烧3h。反应釜中加入焙烧后的铁尾矿20g，加入4.5mol/L的NaOH溶液，NaOH与焙烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为4∶1，100℃下反应1.5h，过滤，滤液中的Na2SiO3含量为21.0g/L。在350ml的1mol/L盐酸溶液中加入10.0g三嵌段共聚物P123，水浴搅拌至溶解，加入制备的硅酸钠溶液，使盐酸与硅酸钠的摩尔比为7∶1，搅拌5h后于反应釜中95℃晶化反应22h，过滤，洗涤，干燥后的产物放入马弗炉中，按照2.5℃/min升温至535℃煅烧4.5h，最终得到SBA-15分子筛。
Claims (9)
1.一种利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，以铁尾矿中的SiO2为硅源。
2.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取粒度400目以下质量含量占85％以上的铁尾矿，于850-900℃煅烧2h-4h；
(2)煅烧后的铁尾矿与NaOH溶液于80-100℃反应1-2h，反应液冷却过滤，滤液为硅酸钠溶液；
(3)在1-2mol/L盐酸溶液中加入模板剂，水浴搅拌至溶解，再加入步骤(2)制备的硅酸钠溶液，搅拌4-6h后于90-100℃晶化反应20-24h；
(4)将产物过滤、洗涤、干燥；
(5)干燥后的产物按照2-3℃/min的速度升温至520-550℃并煅烧4-5h。
3.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(1)中，铁尾矿中SiO2的质量含量≥70％。
4.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(2)中，NaOH溶液浓度为3.5-4.5mol/L，NaOH与煅烧后的铁尾矿中SiO2的摩尔比为2-4∶1。
5.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(2)中，硅酸钠溶液浓度≥20g/L。
6.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(3)中，模板剂的重量为盐酸溶液重量的2.5-5％。
7.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(3)中，模板剂为三嵌段共聚物P123。
8.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，步骤(3)中，盐酸与硅酸钠的摩尔比为6.5-8∶1。
9.根据权利要求2所述的利用铁尾矿制备SBA-15分子筛的方法，其特征在于，制得的SBA-15分子筛比表面积在400-610m2/g之间，孔径在6.5-8.9m之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110751664.1A CN113353950A (zh) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110751664.1A CN113353950A (zh) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113353950A true CN113353950A (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77537970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110751664.1A Pending CN113353950A (zh) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113353950A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101164879A (zh) * | 2007-09-26 | 2008-04-23 | 东北大学 | 用铁尾矿生产白炭黑的方法 |
| CN102234116A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-11-09 | 河北联合大学 | 一种利用铁尾矿制备纳米白炭黑的方法 |
| CN103253679A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种合成sba-15介孔分子筛的方法 |
| CN108910908A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-30 | 南京大学连云港高新技术研究院 | 一种sba-15沸石分子筛的制备方法 |
| CN109437223A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-08 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用白泥制得的Al-SBA-15分子筛及其制备方法 |
| CN109467102A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-15 | 昆明理工大学 | 一种利用微硅粉合成sba-15分子筛的方法 |
| CN112939003A (zh) * | 2021-02-11 | 2021-06-11 | 贵州大学 | 一种利用含氟硅渣制备sba-15分子筛并回收氟的方法 |
-
2021
- 2021-07-02 CN CN202110751664.1A patent/CN113353950A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101164879A (zh) * | 2007-09-26 | 2008-04-23 | 东北大学 | 用铁尾矿生产白炭黑的方法 |
| CN102234116A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-11-09 | 河北联合大学 | 一种利用铁尾矿制备纳米白炭黑的方法 |
| CN103253679A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种合成sba-15介孔分子筛的方法 |
| CN108910908A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-30 | 南京大学连云港高新技术研究院 | 一种sba-15沸石分子筛的制备方法 |
| CN109437223A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-08 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种利用白泥制得的Al-SBA-15分子筛及其制备方法 |
| CN109467102A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-15 | 昆明理工大学 | 一种利用微硅粉合成sba-15分子筛的方法 |
| CN112939003A (zh) * | 2021-02-11 | 2021-06-11 | 贵州大学 | 一种利用含氟硅渣制备sba-15分子筛并回收氟的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 于洪浩等: "资源化利用铁尾矿制备全硅介孔分子筛MCM-41", 《功能材料》 * |
| 张迎迎等: "介孔分子筛的研究进展", 《山东理工大学学报(自然科学版)》 * |
| 郑修成等: "介孔分子筛SBA-15的合成与表征", 《郑州大学学报(理学版)》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108928834B (zh) | Mcm-41介孔分子筛及其制备方法和应用 | |
| CN110668458B (zh) | Al-SBA-15介孔分子筛和脱硝催化剂及各自的制备方法和应用 | |
| CN113003584B (zh) | 一种利用钢渣制备介孔硅铝材料的方法 | |
| CN109205638B (zh) | 一种利用电解锰渣制备方沸石的方法 | |
| CN107381524B (zh) | 以白泥为原料制备NaP分子筛的方法及NaP分子筛 | |
| CN110898794B (zh) | 一种锂离子筛的制备方法 | |
| CN113800543B (zh) | 一种加快氢氧化铝水热转化为勃姆石速率的方法 | |
| CN109354029B (zh) | 一种由粉煤灰制备介孔氧化硅的方法 | |
| CN108246350A (zh) | 一种包覆贵金属的介孔分子筛催化剂材料及其原位制备方法 | |
| CN108217702B (zh) | 一种超微孔碱式碳酸铝铵的合成及其热解制备氧化铝的方法 | |
| CN109928406B (zh) | 一种方沸石及其合成方法 | |
| CN108928829B (zh) | Sba-15介孔分子筛及其制备方法和应用 | |
| CN108190907B (zh) | 一种ssz-13分子筛及其制备方法 | |
| CN108946754B (zh) | Sba-15介孔分子筛及制法和应用以及粉煤灰产氧化铝和sba-15介孔分子筛之法 | |
| CN108201876B (zh) | 一种NaP分子筛用于深度吸附锌离子的方法 | |
| CN114275790B (zh) | 多孔水化硅酸钙及其制备方法、吸附剂及其应用 | |
| CN113353950A (zh) | 一种利用铁尾矿制备sba-15分子筛的方法 | |
| CN111498880A (zh) | 一种双水相体系温和制备拜尔石微球的方法 | |
| CN115337900B (zh) | 以fcc废催化剂合成物理负载型固态胺吸附剂的方法、所得固态胺吸附剂与其应用 | |
| CN107983398B (zh) | 一种用于3-甲基吡啶制备的纳米凹凸棒土复合催化剂的生产方法 | |
| CN114314686A (zh) | 一种ldh微纳米胶体镀层液的一锅式制备方法 | |
| CN113559920A (zh) | 一种zsm-5分子筛/二氧化钛复合材料及其制备方法 | |
| CN113058542A (zh) | 一种氧化铜@水滑石杂化材料的制备方法及应用 | |
| CN111715193A (zh) | 一种方沸石/壳聚糖复合材料及其制备方法和作为重金属吸附材料的应用 | |
| CN111547751A (zh) | 一种利用固体废弃物制备多孔氧化铝的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210907 |