[發明專利]鋰型低硅八面沸石、其制備方法及用途

有效

• 申請號: 201611225601.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106698458B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 李奮;楊家琪;楊家路;楊振興;楊偉地;石金風;張錢麗
• 申請（專利權）人: 蘇州立昂新材料有限公司
• 主分類號: C01B39/20
• 分類號: C01B39/20;B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 鐘守期;楊月

本發明涉及一種鋰型低硅八面沸石的制備方法，包含以下步驟：(1)將SiO₂/Al₂O₃摩爾比為2.2到3.0的中硅八面沸石的成型顆粒與包括氫氧化鈉和氫氧化鉀的苛性堿溶液混合均勻，制成反應混合物；(2)將步驟(1)中的反應混合物進行水熱反應，得到成型的低硅八面沸石固體產物；(3)將步驟(2)中得到的固體產物經鋰交換制得成型的鋰型低硅八面沸石。本發明還涉及由所述方法制得的鋰型低硅八面沸石及其作為吸附劑的用途。

技術領域

本發明涉及一種鋰型低硅八面沸石、其制備方法及作為吸附劑的用途。

背景技術

低硅八面沸石，簡稱LSX(low silica X)，通常指SiO₂/Al₂O₃摩爾比為1.9到2.1和骨架結構為八面沸石(FAU)的硅酸鋁微孔材料。LSX具有優異的氣體吸附特性。由其通過離子交換制得的鋰型LSX作為沸石分子篩吸附劑材料,可以在接近常溫常壓的條件下，作為分離和富集空氣中的氧氣效率最好的吸附劑材料。目前，LSX沸石已在變壓吸附空分制氧工業中得到廣泛的應用。

合成的LSX分子篩原粉顆粒只有幾個微米，而工業上變壓吸附工藝要求的吸附劑通常是幾個毫米的球形或擠條顆粒。吸附劑顆粒太小，將導致吸附床層的壓降增加和很低的制氧效率。在傳統的吸附劑制備方法中，采用分子篩原粉(活性成分，約80％)和粘合劑(惰性成分，約20％)制成具有一定的顆粒形狀，通常為球形、片狀和擠壓成形；再通過高溫焙燒處理，使得成形顆粒中的粘合劑成分固化從而賦予吸附劑一定的機械強度，同時使得分子篩活性成分脫水活化。

因為粘合劑是惰性吸附成分，為了提高吸附劑的性能，就有必要提高分子篩成分含量，同時降低粘合劑成分含量。另一方面，吸附劑顆粒必須具有一定的機械強度，用簡單的減少粘合劑含量(比如通過選用粘合性能更高的粘合劑)來提高吸附劑中分子篩成分的效果畢竟有一個限度。一種更有效的技術方案是首先制成成形的顆粒，然后通過沸石化結晶把粘合劑成分轉化成期望的分子篩成分。例如，高嶺土是一類催化劑和吸附劑顆粒生產中的常用粘合劑，而煅燒亞穩化后的高嶺土已被證明可以轉化為LTA和FAU結構的分子篩。這方面已公開報道的專利很多，例如，中國專利申請CN 1234782A公開了一種制備LSX含量95％以上的方法，其主要步驟包括：將LSX原粉和可沸石化的粘合劑粘土成分混合、成型并在500-600℃下煅燒，然后再浸泡在熱的氫氧化鈉和氫氧化鉀混合水溶液中把粘合劑成分轉化為LSX。該方法克服了其它方法中常見的晶化速度慢和沸石化后成型顆粒機械強度明顯下降的缺點。但是該方法有如下缺點：合成的沸石LSX原粉或粘合劑轉化成的LSX成分都含有約2％的A型沸石雜質，從而降低了產品的吸附性能。US 6,478,854 B1公開了一種制備吸附劑的方法，其步驟包括：通過使用LSX晶種和晶化前的老化合成單相LSX原粉，把合成的LSX原粉(約80％)和高嶺土粘合劑(約20％)混合、成型和焙燒，然后在熱的氫氧化鈉和氫氧化鉀混合水溶液中把粘合劑成分轉化為LSX。該專利方法步驟較多，很難重復結果和進行工業化應用，尤其是避免A型沸石雜相的生成。該專利方法和傳統的LSX制備方法類似,即同類原料，類似晶化液組成和反應條件，而這類制備方法是很難避免雜相的生成的(參見GunterK.Crystallization of low-solica faujasite(SiO₂/Al₂O₃～2.0)；Zeolites.NO.7,1987,Р.451-457)。

因此，仍需要研發新的鋰型低硅八面沸石的制備方法，以制備質量穩定的高純鋰型低硅八面沸石吸附劑。

發明內容

本發明提供了一種鋰型低硅八面沸石的制備方法，包含以下步驟：

(1)將SiO₂/Al₂O₃摩爾比為2.2到3.0的中硅八面沸石的成型顆粒與包括氫氧化鈉和氫氧化鉀的苛性堿溶液混合均勻，制成反應混合物；