[發(fā)明專利]高岑土制小孔CHA和MER沸石

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010194237.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN112427011B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龍英才;李瀚文;濮鵬翔;曹宇凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 復(fù)榆（張家港）新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/18
• 分類號(hào): B01J20/18;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京翔石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

本發(fā)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(jīng)高溫焙燒后得無(wú)定形粉，無(wú)定形粉中加入適當(dāng)量CHA晶種,在KOH水溶液中通過水熱反應(yīng)合成K?CHA和K?MER沸石。所述K?CHA和K?MER沸石經(jīng)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(zhì)。本發(fā)明所述(Na、K)?CHA沸石和(Na、K)?MER沸石可應(yīng)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(fā)明采用的制備方法原料價(jià)格低廉，合成工藝簡(jiǎn)單，無(wú)環(huán)境污染，易于工業(yè)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沸石分子篩技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高岑土制小孔CHA和MER沸石。

背景技術(shù)

CHA結(jié)構(gòu)類型沸石早先發(fā)現(xiàn)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(chǔ)量少、雜質(zhì)多、SAR太低和穩(wěn)定性熱不高，限制其應(yīng)用，一般只適用于制吸附劑和陽(yáng)離子交換劑。

小孔口、大空腔的結(jié)構(gòu)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(yīng)用前景。例如，該沸石吸附劑具有特別強(qiáng)的選擇吸附CO₂的選擇性，其對(duì)CH₄和N₂的分離選擇性分別為CO₂/CH₄＝24-51和CO₂/N₂＝127-135，可以應(yīng)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(yè)設(shè)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(jié)構(gòu)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(huán)和六氧元環(huán)初級(jí)結(jié)構(gòu)d6r籠和四氧元環(huán)八氧元環(huán)構(gòu)建的cha籠，d6r籠與cha籠相互連接進(jìn)一步有序相聯(lián)成開口孔徑0.38x0.38nm的孔道結(jié)構(gòu)，cha籠的空腔很大,達(dá)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(yīng)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(xué)式和分子尺寸。低硅CHA沸石分子篩的骨架結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)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(yáng)離子比較多，可以通過用直徑不同的金屬陽(yáng)離子交換制成不同陽(yáng)離子型CHA沸石分子篩吸附劑，精細(xì)調(diào)節(jié)其吸附孔徑，以提高對(duì)特定分子的吸附選擇性。

表1