一種形態(tài)高度規(guī)則的a型沸石分子篩的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于分子篩吸附材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石的制備方法。
技術(shù)背景
[0002]A型沸石分子篩是最早被人工合成的沸石分子篩之一，其分子式為Na96 [ (AlO2) 96(S12)96].216Η20。A型沸石分子篩是具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，由硅氧四面體和鋁氧四面體構(gòu)成三維網(wǎng)絡(luò)，具有均勻有序的孔道結(jié)構(gòu)、以及良好的離子交換特性，被廣泛用作洗滌助劑、吸附劑以及金屬離子的載體等。
[0003]水熱晶化法是合成A型沸石分子篩分子篩的常規(guī)方法，主要分為添加有機(jī)胺模板劑和不添加模板劑兩種方法。
[0004]在沒有使用模板劑的情況下，向鋁源已溶解的溶液中滴加硅源，再進(jìn)行水熱晶化，通過對(duì)化學(xué)元素摩爾比、反應(yīng)時(shí)間和溫度的控制，可以制備出粒徑在50nm以內(nèi)的A型分子篩。
[0005]利用有機(jī)胺(TMAOH)為模板劑，采用分步法，先將鋁源和硅源溶解，再混合晶化制備出10nm左右的A型沸石晶體，并用于沸石薄膜的制備。
[0006]然而，現(xiàn)有方法合成的A型沸石分子篩普遍具有形貌不規(guī)則、粒徑分布不均勻、結(jié)晶度不夠高等缺點(diǎn)，對(duì)其后期應(yīng)用產(chǎn)生了很大的影響，并且合成周期長(zhǎng)，制作工藝復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決A型沸石分子篩形貌不規(guī)則、粒徑分布不均勻的問題，而提出的一種低成本、操作簡(jiǎn)單的方法來高效地合成形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石分子篩的方法。
[0008]經(jīng)過長(zhǎng)期的研宄，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將硅酸鈉與偏鋁酸鈉按照一個(gè)最佳的摩爾比分別溶解在適量的去離子水中，將兩者攪拌混合均勻后，混合物經(jīng)室溫靜置陳化、晶化后，將產(chǎn)物洗滌干燥，即得形貌均一、粒徑較小的A型沸石分子篩。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下所述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，具體步驟如下:
(a).將硅酸鈉溶解在去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液A;
(b).將偏鋁酸鈉溶解在與步驟a相同體積的去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液B，上述原料的摩爾比為硅酸鈉:偏鋁酸鈉=1:1.14;
(c).將B溶液加入A中，繼續(xù)攪拌，混合完全后得到初始反應(yīng)液；
(d).將反應(yīng)初始液放入水熱反應(yīng)釜中，經(jīng)過室溫靜置陳化8-16h，100C晶化4-12h，洗滌，干燥即得產(chǎn)品。
[0010]根據(jù)上述方法制備出的A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為:n(Na2O):n(S12):n(Al2O3):n(H2O) =2.75:1.75:1: (160-210) ο
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的有益效果: 本發(fā)明的方法采用室溫靜置陳化，可實(shí)現(xiàn)合成高結(jié)晶度、形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石分子篩，該制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，制得的A型沸石分子篩的特征是粒徑可以達(dá)到5-7微米，分布均勻，形貌為高度規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)立方體。
【附圖說明】
[0012]附圖1為A型沸石樣品1、樣品2、樣品3的XRD譜圖比較附圖2為實(shí)施例1中A型沸石樣品I的SEM圖
附圖3為實(shí)施例2中A型沸石樣品2的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
實(shí)施例1:
將7.460g九水合硅酸鈉溶解在24mL去離子水中，2.459g偏鋁酸鈉溶解在25mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續(xù)攪拌約1min,形成初始反應(yīng)液。將初始反應(yīng)液轉(zhuǎn)入50mL帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中，室溫靜置陳化16h后，于100°C靜置晶化4h，自然冷卻至室溫。產(chǎn)物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品I。
[0014]從對(duì)比例和實(shí)施例1的XRD圖中可以看出:樣品3沒有A型沸石的特征峰，因此適當(dāng)?shù)年惢欣谛纬尚螒B(tài)均一的晶體。
[0015]實(shí)施例2:
將3.730g九水合硅酸鈉溶解在12mL去離子水中，1.230g偏鋁酸鈉溶解在12mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續(xù)攪拌約1min,形成初始反應(yīng)液。將初始反應(yīng)液轉(zhuǎn)入50mL帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中，室溫靜置陳化8h后，于100°C靜置晶化12h，自然冷卻至室溫。產(chǎn)物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品2。
[0016]對(duì)比例:
將7.460g九水合硅酸鈉溶解在24mL去離子水中，2.459g偏鋁酸鈉溶解在25mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續(xù)攪拌約1min，形成初始反應(yīng)液。將初始反應(yīng)液轉(zhuǎn)入50mL帶聚四氟乙稀內(nèi)襯的不銹鋼高壓Il中，未經(jīng)室溫陳化，于100°C靜置晶化16h，自然冷卻至室溫。產(chǎn)物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石分子篩的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (a).將硅酸鈉溶解在去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液A; (b).將偏鋁酸鈉溶解在與步驟a相同體積的去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液B，上述原料的摩爾比為硅酸鈉:偏鋁酸鈉=1:1.14; (c).將B溶液加入A中，繼續(xù)攪拌，混合完全后得到初始反應(yīng)液； (d).將反應(yīng)初始液放入水熱反應(yīng)釜中，經(jīng)過室溫靜置陳化8-16h，100C晶化4-12h，洗滌，干燥即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石分子篩的制備方法，其特征在于，制備出的A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為:n(Na20):n(S12):n(Al2O3):n(H20) =2.75:1.75:1: (160-210)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種形態(tài)高度規(guī)則的A型沸石分子篩的制備方法，該方法是將硅酸鈉與偏鋁酸鈉按照摩爾比：1:1.14分別溶解在相同體積的去離子水中；攪拌至混合均勻后，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中繼續(xù)攪拌；上述混合物經(jīng)室溫靜置陳化8-16h，100℃晶化4-12h，洗滌，干燥，即得產(chǎn)品。該制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，制得的A型沸石分子篩的特征是粒徑可以達(dá)到5-7微米，分布均勻，形貌為高度規(guī)則的標(biāo)準(zhǔn)立方體。本發(fā)明A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為：n(Na2O)：n(SiO2)：n(Al2O3)：n(H2O)=2.75:1.75:1:(160~210)。
【IPC分類】C01B39-14
【公開號(hào)】CN104528762
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410777283
【發(fā)明人】周忠福, 王丹, 王敬峰, 孫清清, 王清露
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月17日