[發(fā)明專(zhuān)利]一種快速合成納米3A分子篩的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210115323.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102627294A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李小忠;呂妍;郜雪媒;藍(lán)陽(yáng)豐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B39/14
• 分類(lèi)號(hào): C01B39/14
• 代理公司: 金華科源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33103
• 代理人: 胡杰平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種合成3A分子篩的方法，尤其是一種快速合成納米3A分子篩的方法。

背景技術(shù)

KA型分子篩，其有效孔徑為0.30～0.33nm，能將直徑小于3A的分子吸附到分子篩的空穴內(nèi)，起到篩分分子的作用，商業(yè)上稱(chēng)3A型分子篩，其屬于鉀型晶體結(jié)構(gòu)的堿金屬硅鋁酸鹽，具有規(guī)則均勻的微孔孔道結(jié)構(gòu)的一類(lèi)微孔化合物。由于其晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通，孔穴的體積占分子篩晶體體積的50％以上，其有非常大的比表面積，并且其表面由于離子晶格的特點(diǎn)具有高度的極性，因而具有較高的選擇吸附特性，對(duì)高極性分子和飽和分子有優(yōu)先吸附性，是一種優(yōu)良的選擇性吸附劑，吸附速度快，可再生，并且產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，耐熱溫度可達(dá)700℃，是唯一的高溫吸附劑。3A型分子篩主要用于石油裂解氣、煉廠(chǎng)氣、油田氣及烯烴等的干燥。如乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥，酒精及各類(lèi)溶劑脫水。為防止乙烷以上烴類(lèi)被吸附，富天然氣脫水時(shí)也使用3A分子篩。目前，合成3A分子篩分子篩的方法有兩種：4A分子篩的離子交換二次合成法和煅燒活化化工原料水熱合成法。

(1)4A分子篩的離子交換二次合成法

該方法是先合成4A分子篩，然后將其放入KCl溶液中對(duì)其進(jìn)行離子交換，它是藉K⁺鹽交換NaA分子篩分子篩中的Na⁺，二次合成加工而成，由于K⁺的半徑(1.33A)比Na⁺半徑(0.95A)大，因此，當(dāng)藉K⁺交換Na?A進(jìn)入分子篩骨架時(shí)，K⁺代替Na⁺占據(jù)八元環(huán)的位置，在一定程度上，阻擋了八元環(huán)孔口，使分子篩的窗口孔徑由4A減小到3A。當(dāng)4A分子篩分子篩中的Na⁺被交換25％時(shí)，分子篩孔徑明顯減少，70％的Na⁺為K⁺交換，八元環(huán)孔徑縮小到3A，只剩極性的水分子可以進(jìn)入了，再經(jīng)過(guò)洗滌、烘干可得到3A分子篩。該方法合成的3A分子篩產(chǎn)品純度不高，價(jià)格較高，且工藝復(fù)雜，合成時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

(2)煅燒活化化工原料水熱合成法

該方法是以固體硅酸鈉、固體氫氧化鈉、固體氫氧化鋁和二氧化硅細(xì)粉為原料，采用500℃煅燒活化原料后100℃水熱晶化，然后過(guò)濾洗滌干燥，得到3A分子篩。該方法合成3A分子篩雖然具有反應(yīng)程序簡(jiǎn)單，但需要高溫煅燒，能源損耗非常大，工藝成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)良而且價(jià)格低廉的3A分子篩以及一種具有反應(yīng)程序簡(jiǎn)單、合成時(shí)間較短、工藝流程簡(jiǎn)單的合成3A分子篩的制備方法。

本發(fā)明一種快速合成納米3A分子篩的方法，合成納米3A分子篩的原料采用氫氧化鋁(A1(OH)₃)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、硅酸鉀(K₂SiO₃)和無(wú)定形二氧化硅(SiO₂)；快速合成納米3A分子篩的方法是：將氫氧化鋁固體溶于氫氧化鈉、氫氧化鉀和硅酸鉀的混合溶液中，然后在攪拌下進(jìn)行升溫晶化，隨著晶化的進(jìn)行，溶液的堿度逐漸升高，此時(shí)加入氫氧化鋁和無(wú)定形二氧化硅與堿反應(yīng)，其產(chǎn)物繼續(xù)參與晶化，最后將晶化產(chǎn)物過(guò)濾、干燥得納米3A分子篩產(chǎn)品。

一種快速合成納米3A分子篩的方法，快速合成納米3A分子篩的步驟如下：

(1)分別稱(chēng)取固體氫氧化鈉、氫氧化鉀、硅酸鉀和水，并將該氫氧化鈉、氫氧化鉀和硅酸鉀溶于水中得到混合溶液；

(2)在步驟(1)所得到的混合溶液中加入氫氧化鋁，攪拌，加熱進(jìn)行晶化；

(3)在步驟(2)中的晶化的同時(shí)，攪拌下，在混合溶液中加入氫氧化鋁和無(wú)定形二氧化硅，并進(jìn)行恒溫晶化；

(4)將晶化產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、干燥得納米3A分子篩產(chǎn)品。

在上述的一種快速合成納米3A分子篩的方法中，在步驟(1)中，氫氧化鈉、氫氧化鉀、硅酸鉀和水的摩爾比為：氫氧化鈉∶氫氧化鉀∶硅酸鉀∶水＝1∶0.3～0.4∶0.9～1.2∶15～25。

在上述的一種快速合成納米3A分子篩的方法中，在步驟(2)中，在所述的混合溶液中加入氫氧化鋁的量是按氫氧化鈉∶氫氧化鋁＝1∶0.9～1.1的摩爾比計(jì)。

在上述的一種快速合成納米3A分子篩的方法中，在步驟(2)中，晶化加熱溫度為75～95℃。