[發(fā)明專利]一種固廢多級孔塊體絲光沸石的合成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810126430.6
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108383134B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張耀君;陳浩;賀攀陽;韓智超;張葉;劉禮才
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C01B39/26
• 分類號: C01B39/26
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發(fā)明公開了一種固廢多級孔塊體絲光沸石分子篩的合成方法，將硅灰、偏高嶺土、絲光沸石晶種、固體氫氧化鈉、去離子水按照質(zhì)量比為4～4.25:1:0.3:0.75:2.35～2.5攪拌混合、成型、養(yǎng)護、水熱反應(yīng)等工藝過程合成塊體絲光沸石分子篩。該方法直接利用未經(jīng)任何處理的固廢硅灰為硅源，以偏高嶺土調(diào)節(jié)Si/Al比，將固廢塊體絲光沸石分子篩；制備過程無需加入模板劑，避免了高溫焙燒分解模板劑造成的髙能耗及環(huán)境污染；同時，合成出的塊體分子篩克服了粉末顆粒應(yīng)用過程中的過濾、分離的諸多困擾，且具有多級孔道的特征。合成過程工藝簡單，成本低廉，可實現(xiàn)工業(yè)固廢和天然礦物的高附加值利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沸石分子篩的制備及其固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，涉及分子篩的合成，具體涉及一種固體廢棄物硅灰綠色資源化多級孔塊體絲光沸石的合成方法。

背景技術(shù)

硅灰是金屬硅或硅鐵等合金冶煉過程中的副產(chǎn)品，通常呈白色或灰色，比表面積大，具有高的活性^[1-2]。硅灰中含有大量的活性氧化硅，對其進行資源化利用不僅可以減少環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境，還能變廢為寶，是硅工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。

目前，硅灰主要應(yīng)用于混凝土摻合料^[3]、水泥混合材^[4]、耐火材料^[5]等領(lǐng)域。利用硅灰合成分子篩已經(jīng)有相關(guān)報導。其主要是采用模板法合成粉體的分子篩。陳秀華^[6]等人將硅灰、模板劑(四丙基溴化銨，四丙基氫氧化銨)、氨水、氯化鈉以摩爾比為1:0.1:0.039～0.052:0～2混合,超聲震蕩2.5h，160℃水熱晶化24h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、抽濾、60℃干燥12h得到包含有機模板劑的微孔ZSM-5分子篩。陳秀華^[7]等人將硅灰粉、硅酸鈉、模板劑(四丙基溴化銨)、和堿源(氯化銨或氟化銨)的質(zhì)量比為1:1.315:0.12～0.24:0.43研磨混合，130～160℃下晶化反應(yīng)12～48h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)研磨、溶解、過濾、烘干得到微孔ZSM-5分子篩。馬文會^[8]等人報導了利用微硅粉制備SiO₂分子篩。首先在500℃對微硅粉進行熱處理5h，以除去碳及其它揮發(fā)性雜質(zhì)，再用鹽酸進行酸浸處理，除去酸溶性雜質(zhì)，將酸浸處理后的硅灰粉與NaOH、模板劑(十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、聚乙二醇、F127，有機助劑為乙醇或三乙醇銨)和H₂O按摩爾比1:0.2～0.4:0.1～0.3:150～200混合，在90℃～120℃條件下，反應(yīng)12～48h，然后經(jīng)過洗滌、過濾、干燥，得到有機-無機復合中間產(chǎn)物；將該有機-無機復合中間產(chǎn)物與水按照質(zhì)量比1:30～50混合后攪拌,并進行水熱處理，將得到的固體物質(zhì)洗滌、過濾和干燥，400℃-700℃焙燒5-8h，脫除模板劑，制得粉體介孔SiO₂分子篩。

王源慧^[9]等報導了一種SSZ-13沸石分子篩的合成方法。將微硅粉、鋁源(十八水合硫酸鋁)、NaOH、模板劑(N,N,N-三甲基金剛烷氫氧化銨,銅胺絡(luò)合物)、水按配比5～100:1:10～50:2～15:200～20:60進行混合，140℃～165℃水熱反應(yīng)48～54h，過濾、干燥得到SSZ-13沸石分子篩原粉；將該原粉550℃焙燒5h，得到脫除模板劑的SSZ-13沸石分子篩。陳潔渝^[10]等人報導了一種利用微硅粉合成4A沸石分子篩的方法，將微硅粉、鋁酸鈉、氫氧化鈉和水的加入量滿足摩爾比Si/Al(1～1.5:1),Na/Si(1～2:1),H₂O/Si(50～100:1)混合，磁力攪拌下，80～100℃反應(yīng)6～12h,室溫陳化4～12h，真空抽濾洗滌，105℃烘干制得4A沸石分子篩。

上述利用硅灰合成分子篩具有二大特征：其一、在分子篩的合成過程中，必須加入有機模板劑；其二、合成出的分子篩均為粉體顆粒。