[發明專利]高岑土制小孔CHA和MER沸石

有效

• 申請號: 202010194237.3
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN112427011B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 龍英才;李瀚文;濮鵬翔;曹宇凡
• 申請（專利權）人: 復榆（張家港）新材料科技有限公司
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 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

本發明提供一種高岑土制小孔CHA和MER沸石，包括：其以偏高嶺土礦粉為第一原料,經高溫焙燒后得無定形粉，無定形粉中加入適當量CHA晶種,在KOH水溶液中通過水熱反應合成K?CHA和K?MER沸石。所述K?CHA和K?MER沸石經NaCl溶液交換制成的(Na、K)?CHA和(Na、K)?MER沸石顯示出小孔沸石的離子交換和吸附性質。本發明所述(Na、K)?CHA沸石和(Na、K)?MER沸石可應用于制離子交換劑和小分子，如COsubgt;2/subgt;與CHsubgt;4/subgt;富集、廢氣中CO、Hsubgt;2/subgt;S、HCN、COS、NHsubgt;3/subgt;、NOx等有毒有害氣體的吸附分離和去除。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

本發明涉及沸石分子篩技術領域，尤其涉及一種高岑土制小孔CHA和MER沸石。

背景技術

CHA結構類型沸石早先發現于天然礦物，俗稱菱沸石。一種SiO₂/Al₂O₃摩爾比(SAR)為4的Ca型菱沸石，因該天然物儲量少、雜質多、SAR太低和穩定性熱不高，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替代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沸石分子篩的骨架和孔道開口結構示意圖見圖1和圖2，CHA沸石分子篩的骨架是由[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0.38x0.38nm的孔道結構，cha籠的空腔很大,達到0.84X0.84X0.82nm。

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。表1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，與所列的有毒、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