一種由粉煤灰基地質(zhì)聚合物制備NaA分子篩塊體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及分子篩合成領(lǐng)域，具體設(shè)及一種由粉煤灰基地質(zhì)聚合物制備NaA分子 篩塊體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] NaA分子篩因其優(yōu)良的選擇吸附、分離和催化性能，被廣泛的應(yīng)用于石化、水處理 等領(lǐng)域，可用于解決日益嚴峻的環(huán)境問題如重金屬污染等。制備分子篩的傳統(tǒng)方法主要為 水熱合成，產(chǎn)物主要為粉末形態(tài)，且合成沸石分子篩的晶體粉末很少直接應(yīng)用，為了適應(yīng) 需要，一般將沸石分子篩粉末經(jīng)成型工藝加工成球形、棒狀等形狀，最后經(jīng)過高溫般燒后應(yīng) 用。成型的分子篩必須具有足夠的強度，W便在使用過程中適應(yīng)流體（酸堿）的沖擊和溫 度的沖擊。傳統(tǒng)方法成型的分子篩在使用過程中機械性能較差，尤其在吸收少量的酸堿流 體后，型體化的分子篩會發(fā)生膨脹、粉化，堵塞通道，吸附效率急劇下降。因此亟需開發(fā)一種 機械性能良好的分子篩塊體。盡管目前國內(nèi)外對于無粘結(jié)劑分子篩的研究取得了一定的成 果，但仍存在著分子篩轉(zhuǎn)化率低及強度較差等問題，從而使得運方面的研究仍僅限于實驗 室。
[0003] 地質(zhì)聚合物是一種新型高強度綠色無機聚合娃侶酸鹽材料。澳大利亞Deventer 教授及廣西大學(xué)崔學(xué)民課題組研究發(fā)現(xiàn)，在高分辨率透射電鏡下地質(zhì)聚合物的微觀結(jié)構(gòu)中 存在少量的晶體結(jié)構(gòu)。地質(zhì)聚合物實際上是形成分子篩的娃侶酸鹽凝膠體膠結(jié)形成的非晶 態(tài)材料，但受限于組成配比及反應(yīng)條件，地質(zhì)聚合物保持了非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。廣西大學(xué)崔學(xué)民課 題組的賀艷WSi化-Al2〇3粉體和偏高嶺上為原料分別制備了NaA和八面沸石分子篩膜，證 實了地質(zhì)聚合物可W水熱原位轉(zhuǎn)化為分子篩的可行性。冒進等人采用400目高嶺±高溫般 燒后與改性水玻璃混合制備地質(zhì)聚合物，然后再將養(yǎng)護成型后的地質(zhì)聚合物水熱轉(zhuǎn)化為八 面沸石膜。專利號為CN 102583428 A的中國發(fā)明公開了一種由地質(zhì)聚合物制備NaA分子 篩的方法，該方法采用偏高嶺±或化學(xué)合成侶娃酸鹽活性粉體為固體原料，按照NaA分子 篩組成設(shè)計原料中娃侶比和鋼侶比制備地質(zhì)聚合物，再將地質(zhì)聚合物水熱晶化制得NaA分 子篩。
[0004] 上述方法制備NaA分子篩能耗高，原料成本昂貴。本發(fā)明W廉價的粉煤灰為原料 制備地質(zhì)聚合物塊狀材料，再水熱原位轉(zhuǎn)化為NaA分子篩塊體，具有較大的經(jīng)濟、環(huán)境和社 會意義。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種原料來 源廣泛、成本低廉、能耗低的制備方法，并且所制備的NaA分子篩塊體抗壓強度高。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0007] 提供一種由粉煤灰基地質(zhì)聚合物制備NaA分子篩塊體的方法，其步驟如下：
[0008] 1)將水玻璃與氨氧化鋼粉末混合得到模數(shù)為0. 7-1. 4的激發(fā)劑，密封陳化12-7化 后使用；
[0009] 2)將步驟1)所得激發(fā)劑與粉煤灰按質(zhì)量比0. 3-0. 4:1混合，加入攬拌機攬拌均 勻，得到漿料；
[0010] 3)向步驟2)所得漿料中進一步加入步驟1)所得激發(fā)劑，混合后置于攬拌機中攬 拌均勻得到地質(zhì)聚合物漿料，使得地質(zhì)聚合物漿料中按摩爾比Si〇2/Al2〇3= 1. 5-2. 5,化2〇/ Si〇2= 0. 7-1. 4,H2〇/Na2〇 = 30-70 ;
[0011] 4)將步驟3)所得地質(zhì)聚合物漿料注入模具中，振動消泡后放入60-80°C的養(yǎng)護箱 中養(yǎng)護24~60小時，隨后脫模得到地質(zhì)聚合物塊體；
[0012] 5)將步驟4)所得地質(zhì)聚合物塊體放入反應(yīng)蓋中，并用化0H溶液浸泡，隨后于 70-100°C反應(yīng)12-2地，反應(yīng)結(jié)束后將塊體洗涂至中性，并干燥得到與模具形狀一致的NaA 分子篩塊體。
[0013] 按上述方案，步驟1)所述水玻璃中含胞2〇 8. 2-9. 4wt%，含Si〇226. 0-28wt%，模 數(shù)為3. 0-3. 2。
[0014] 按上述方案，步驟2)所述粉煤灰為目數(shù)200目W上的F類粉煤灰，所述粉煤灰中 Si〇2、A!2〇3、化2〇3總質(zhì)量百分含量> 70%。
[0015] 按上述方案，步驟5)所述化0H溶液濃度為1. 2-2.Omol/L。
[0016] 優(yōu)選的是，步驟5)所述化OH溶液與地質(zhì)聚合物塊體質(zhì)量比為6~10 :1。
[0017] 本發(fā)明還提供根據(jù)上述方法制備得到的NaA分子篩塊體，其抗壓強度為8-14MPa。
[0018] 粉煤灰基地質(zhì)聚合物的成分設(shè)計應(yīng)該按照粉煤灰中活性二氧化娃和氧化侶的實 際含量來進行。根據(jù)粉煤灰中活性Si化、Al2〇3的含量與激發(fā)劑混合制備地質(zhì)聚合物漿料， 粉煤灰中活性二氧化娃可用氣娃酸鐘容量法來測定，活性氧化侶可用邸TA絡(luò)合滴定法來 測定。粉煤灰中活性二氧化娃、氧化侶的測試包括但又不局限于W上方法。
[0019] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明W粉煤灰為原料，大大降低了NaA分子篩塊體的 生產(chǎn)成本，制備工藝簡單，適合規(guī)模化生產(chǎn)；并且所制備的NaA分子篩塊體形狀可調(diào)，機械 性能良好。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實施例1所制備的地質(zhì)聚合物塊體的照片；
[0021] 圖2為實施例1所制備的NaA分子篩塊體的照片；
[0022] 圖3為實施例3所制備的地質(zhì)聚合物塊體與NaA分子篩塊體的X射線粉晶衍射 狂RD)圖； 陽02引圖4為實施例1所制備的NaA分子篩塊體的掃描電鏡（SEM)圖；
[0024] 圖5為實施例2所制備的NaA分子篩塊體的沈Μ圖； 陽02引 圖6為實施例3所制備的NaA分子篩塊體的SEM圖。
【具體實施方式】
[00%] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步詳細描述。 陽〇27] 實施例1 陽02引制備NaA分子篩塊體，步驟如下：
[0029] 1)將水玻璃（模數(shù)為3. 0,含胞2〇 8. 2wt%、Si〇2 26.Owt% )與氨氧化鋼粉末（純 度> 95wt% )混合得到模數(shù)為0. 7的堿性激發(fā)劑，密封陳化1化后使用；
[0030] 2)將步驟1)所得激發(fā)劑與粉煤灰（目數(shù)200目W上的F類粉煤灰，粉煤灰中Si化、 Alz化、總質(zhì)量百分含量> 70% )按質(zhì)量比0. 3:1混合，加入攬拌機攬拌均勻化00轉(zhuǎn)/ 分鐘），得到漿料；
[0031] 3)向步驟2)所得漿料中加入步驟1)所得激發(fā)劑，混合后置于攬拌機中攬拌均勻 化00轉(zhuǎn)/分鐘，攬拌5分鐘）得到地質(zhì)聚合物漿料，使得地質(zhì)聚合物漿料中按摩爾比Si化/ Al2〇3= 2. 0,化 2〇/Si〇2= 0. 7,H2〇/Na2〇 = 30 ;
[0032] 4)將步驟3)所得地質(zhì)聚合物漿料注入鋼制模具中，振動消泡5分鐘后放入60°C 的養(yǎng)護箱中養(yǎng)護24小時，隨后脫模得到地質(zhì)聚合物塊體，如圖1所示為本實施例制備的地 質(zhì)聚合物塊體的照片，可見其形狀規(guī)則，表面平整；
[0033] 5)將步驟4)所得地質(zhì)聚合物塊體放入反應(yīng)蓋中，并用濃度為1. 2mol/L的化0H溶 液浸泡（液固比質(zhì)量比為6:1)，隨后于70°C反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后用蒸饋水將塊體洗涂至 中性，并放入60°C的干燥箱中干燥24h得到與模具形狀一致的NaA分子篩塊