[發明專利]一種合成納米K,Ca-CHA沸石的方法

有效

• 申請號: 201911141520.3
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111282542B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 濮鵬翔;曹宇凡;龍英才
• 申請（專利權）人: 復榆（張家港）新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/30;B01D53/02;C01B39/02
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

本發明涉及一種合成納米K,Ca?CHA沸石，其以天然富鈣STI輝沸石礦粉為第一原料，經高溫焙燒后得無定形粉，無定形粉中加入CHA晶種，在KOH水溶液中通過水熱反應合成納米K,Ca?CHA沸石。該納米K,Ca?CHA沸石可制成納米H,Ca?CHA沸石，以其為第二原料，第二原料經銨交換后得第一前驅體，第一前驅體經過焙燒脫去氨可制成納米H,Ca?CHA沸石。本發明制備的納米CHA沸石可應用于COsubgt;2/subgt;富集、廢氣中CO、Hsubgt;2/subgt;S、HCN、COS、NHsubgt;3/subgt;、NOx等小分子有毒有害氣體的吸附去除，本發明采用的制備方法原料價格低廉，合成工藝簡單，無環境污染，易于工業化。

技術領域

本發明屬于沸石分子篩技術領域，具體涉及一種納米K,Ca-CHA沸石的制備方法。

背景技術

CHA沸石分子篩的骨架和孔道開口結構示意圖見圖1，是由[SiO₄]和[AlO₄]四面體共氧鏈接成四氧元環和六氧元環初級結構d6r籠和四氧元環八氧元環構建的cha籠，d6r籠與cha籠相互連接，進一步有序相聯成開口孔徑0.38×?0.38nm的孔道結構。cha籠的空腔很大，達到0.84×0.84×0.82nm。

CHA結構類型沸石早先發現于天然礦物，俗稱菱沸石(Chabasite)，一種?SiO₂/Al₂O₃摩爾比(SAR)為4的Ca型菱沸石(Nature，181，1794-1796，?1958)。因該天然物儲量少、雜質多、SAR太低、穩定性熱不高，限制其應用，一般只適用于制吸附劑和陽離子交換劑。

小孔口、大空腔的結構使低硅CHA沸石分子篩吸附劑在氣體吸附分離和凈化方面具有很突出的應用前景。例如，該沸石吸附劑具有特別強的選擇吸附?CO₂的選擇性，其對CH₄和N₂的分離選擇性分別為CO₂/CH₄＝24-51和CO₂/N₂＝127-?135。可以應用于從天然氣和油田氣去除CO₂和H₂S，回收甲烷和乙烷。在液化空氣制氧的工業設備上，用CHA沸石分子篩吸附劑的變壓吸附取代13X沸石吸附劑，可以高效低能耗分離除去空氣中的水和二氧化碳分子。CHA沸石分子篩吸附劑在焦化煤氣中可以去除其中所含少量的CO₂、CO、和CH₄，制高純H₂。

低硅CHA沸石的另一重要應用是從空氣中吸附去除小分子有毒、有害、惡臭氣體。下表列舉的幾種典型的氣體名稱、化學式和分子尺寸。低硅CHA沸石分子篩的骨架結構孔徑是0.36×0.36nm，對所列的有毒、有害、惡臭氣體的分子尺寸比較接近，可以通過改變吸附溫度和壓力，實現有效吸附。此外低硅?CHA沸石的硅鋁摩爾比在4左右，與骨架平衡的陽離子比較多，可以通過用直徑不同的金屬陽離子交換制成不同陽離子型CHA沸石分子篩吸附劑，精細調節其吸附孔徑，以提高對特定分子的吸附選擇性。

表1?典型小分子有毒、有害、惡臭氣體的分子尺寸