[發(fā)明專(zhuān)利]一種Na型片沸石分子篩的水熱合成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710759567.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107352556B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆文付;王云崢;魯婷婷;白璞;孫洋洋;于吉紅;徐如人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C01B39/46
• 分類(lèi)號(hào): C01B39/46
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠(yuǎn)

一種Na型片沸石分子篩的水熱合成方法，屬于HEU型沸石分子篩制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在初始凝膠中添加天然輝沸石晶種，在較短的晶化時(shí)間(3～4天)與較低的晶化溫度(130～170℃)下水熱合成Na型片沸石分子篩的方法。該方法以硅源、鋁源、氫氧化鈉、沸石晶種為原料，先將硅源、鋁源、氫氧化鈉、少量沸石晶種和蒸餾水混合使其形成均勻的凝膠，再進(jìn)行水熱晶化。將得到的水熱晶化產(chǎn)物固液分離后洗滌并干燥，從而得到本發(fā)明所述的Na型片沸石分子篩。本發(fā)明中添加天然輝沸石晶種是生成Na型片沸石分子篩的關(guān)鍵因素，本發(fā)明的方法能在較溫和的條件下制備出結(jié)晶度高、粒徑均一的Na型片沸石，在氣體吸附與分離以及陽(yáng)離子交換等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于HEU型沸石分子篩制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及在初始凝膠中添加天然輝沸石晶種，在較短的晶化時(shí)間(3～4天)與較低的晶化溫度(130～170℃)下水熱合成Na型片沸石分子篩的方法。

背景技術(shù)

分子篩是一類(lèi)具有規(guī)則而均勻孔道結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)微孔材料，在吸附、催化及離子交換等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。HEU型分子篩在自然界分布十分廣泛，天然產(chǎn)物有斜發(fā)沸石和片沸石，通常認(rèn)為斜發(fā)沸石的摩爾硅鋁比大于4，片沸石的摩爾硅鋁比小于4。HEU型分子篩具有八元環(huán)和十元環(huán)的二維交叉孔道，孔道直徑分別為和豐富的孔道結(jié)構(gòu)和易調(diào)變的平衡陽(yáng)離子使其在氣體的吸附與分離領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。更重要的是斜發(fā)沸石對(duì)多種重金屬離子以及鍶、銫等核污染廢水中常見(jiàn)的陽(yáng)離子有優(yōu)異的選擇吸附能力，并已被應(yīng)用于核廢水的處理當(dāng)中。雖然自然界中天然存在的斜發(fā)沸石和片沸石儲(chǔ)量巨大，但由于天然礦物成分復(fù)雜，骨架外平衡陽(yáng)離子種類(lèi)繁多，天然斜發(fā)沸石和片沸石很難直接用作吸附和離子交換材料。而合成的HEU結(jié)構(gòu)分子篩純度高、結(jié)晶度好且骨架外平衡陽(yáng)離子種類(lèi)少，因此具有更廣泛的用途。但目前關(guān)于HEU結(jié)構(gòu)分子篩合成方法的報(bào)道較少。

專(zhuān)利CN 103708490 A公開(kāi)了一種采用晶種法合成斜發(fā)沸石的方法，該方法包括：將硅源、鋁源、氫氧化鈉、氫氧化鉀和水混合均勻形成前驅(qū)體，然后加入一定量具有HEU結(jié)構(gòu)的硅鋁分子篩作為晶種，在100～190℃下晶化24～196h，并將晶化所得固體洗滌烘干，即得HEU結(jié)構(gòu)分子篩

文獻(xiàn)Role of alkali-metal cations and seeds in the synthesis ofsilica-rich heulandite-type zeolites(堿金屬離子以及晶種在片沸石分子篩合成中的作用)報(bào)道了同時(shí)使用多種堿金屬離子，在加入或不加入天然斜發(fā)沸石晶種的條件下合成片沸石或斜發(fā)沸石的方法。該文獻(xiàn)報(bào)道的方法需要較高的晶化溫度(>170℃)與較長(zhǎng)的晶化時(shí)間(>5天)，不利于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)(Zhao D,Szostak R,Kevan L.[J].Journal ofMaterials Chemistry,1998,8(1):233-239.)。

文獻(xiàn)Hydrothermal synthesis of alkali cation heulanditealuminosilicate molecular sieves(水熱合成堿金屬陽(yáng)離子型硅鋁片沸石分子篩)報(bào)道了一種使用鋰離子，在加入天然斜發(fā)沸石晶種的條件下合成片沸石的方法(Zhao D,KevanL,Szostak R.[J].Zeolites,1997,19(5):366-369.)。

現(xiàn)有的文獻(xiàn)和專(zhuān)利中報(bào)道的HEU型沸石分子篩的合成方法均需要較長(zhǎng)的晶化時(shí)間(>5天)和較高的晶化溫度(>170℃)，不利于工業(yè)化放大生產(chǎn)。

天然輝沸石是一種廣泛存在于自然界的沸石礦物，目前已應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、石油化工、建筑業(yè)、畜禽飼養(yǎng)、環(huán)境保護(hù)和能源利用等領(lǐng)域，但是為其開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)的理化性質(zhì)及其在分子篩合成中的潛在應(yīng)用尚無(wú)系統(tǒng)而全面的研究。天然輝沸石與片沸石在骨架拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上有相似性，兩者都含有bre組成構(gòu)筑單元，因此本發(fā)明選擇天然輝沸石為晶種合成Na型片沸石。