粉煤灰制备沸石分子筛制备实例

时间：2023-03-24 14:31:13来源：food栏目：食品快速检测阅读：

粉煤灰制备沸石分子筛制备实例

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

②制备实例

a.A型分子筛的制备

采用水热合成法，水玻璃和偏铝酸钠、氢氧化钠按一定的摩尔比混合，在搅拌下于80℃左右反应30min，生成的凝胶升温至90℃恒温1h，继续升温至(102±2)℃，结晶4～6h。过滤洗涤pH值为9，在100～200℃干燥得到晶体粉末品，即4A型分子筛粉末，再与粉合剂捏合成型、烘干、灼烧活化得4A型分子筛成型品。

上述粉末如果与0.2mol/L KCl溶液于60～70℃下进行阳离子交换(交换度70%)，再经过滤、洗涤、烘干、成型、灼烧活化得3A型分子筛。

上述粉末品如果与0.5～1mol/L CaCl2溶液于50～80℃下进行阳离子交换(交换度70%)，再经过滤、洗涤、烘干、成型、灼烧活化得5A型分子筛。

b.膨润土深加工制P型沸石

I.氢氧化钠溶液活化膨润土法制P型沸石

取湿法提纯后粉碎成微细粉末的膨润土40g，与48g氢氧化钠均匀混合后加入高压釜中，同时加入700mL水。在150℃下膨润土活化反应3h后的固相组成XRD谱图分析表明：活化反应产物主要是水合硅铝酸盐(Na6Al6Si10O32·12H2O)，另外还有少量的Na(AISi2O6)H2O及Na2SiO3。说明氢氧化钠碱溶液在高温高压条件下也能破坏膨润土的结构，使其转化为活性高的硅酸盐。

从高压釜中取出反应料液放入锥形瓶中，然后分别用氢氧化铝、氢氧化钠和水调整体系中的Al2O3：SiO2：Na2O：H2O的摩尔比为1：2.3：3：190。此混合体系先在90℃下老化反应8h，然后加入少量4A沸石晶种(为体系固相质量的0.7%)，搅拌几分钟后，体系密封置于85℃恒定温度下晶化6h。晶化后的料液固液分离，固相产品经洗涤、烘干、粉碎，即为P型洗涤用沸石。

II.氢氧化钠碱熔活化膨润土法制P型沸石

湿法提纯的矿粉经万能粉碎机粉碎成微细粉末后，取出18g，与21.6g氢氧化钠均匀混合，混合料置于马弗炉中进行碱熔活化反应。虽然氢氧化钠的熔点为318℃，但是由于膨润土的加入，实验时在近400℃时反应体系才变成液态，此时膨润土与氢氧化钠反应易于彻底。

将碱熔活化原料粉碎后放入锥形瓶中，分别用氢氧化铝、氢氧化钠和水调整体系中的Al2O3：SiO2：Na2O：H2O的摩尔比为1：2.1：3.0：190。调整好配比的体系先在80℃条件下搅拌老化反应6h，再加入少量4A沸石晶种(为体系固相质量的0.7%)搅拌均匀后，体系密封置于85℃恒定温度下晶化6h。对晶化后的料液进行固液分离，固相产品经洗涤、烘干、粉碎即为P型洗涤用沸石。

c.β沸石的微波制备及修饰

I.β沸石原粉的合成

凝胶制备：以粗孔硅胶为硅源，偏铝酸钠为铝源，四乙基氢氧化铵为模板剂，摩尔组成为1.0 Al2O3·nSiO2·2.14Na2O·100H2O·nTEAOH(四乙基氢氧化铵)，分别以模板剂用量n(TEAOH)/n(SiO2)=0.05～0.12和pH=7～11混合晶化母液，然后加入硅胶并充分搅拌2～4h。

微波辐射法合成：将胶体转入微波反应釜，置反应釜于微波炉中接受微波辐射，微波功率200W，晶化温度80～180℃，晶化时间1～5h，直至晶化完成，冷却，洗涤至pH值为7，抽滤再经110℃烘干得Naβ沸石原粉。

II.Hβ沸石的制备

微波辐射脱模法：微波功率700W，升温速率10℃/min，终温180℃，恒温0.5h，辐射脱模。

β沸石的转型：脱模后β沸石用0.2mol/L的NH4Cl水溶液(液固比30mL/g)，在80℃下恒温回流3h，用去离子水洗涤至溶液pH值为7，110℃烘干，550℃焙烧4h，即得Hβ沸石，再经压片、筛分(粒度0.28～0.45mm)得Hβ沸石催化剂。

I.Ag修饰

将AgNO3溶于水中，再将其共溶液逐渐滴入称好的Hβ沸石中，室温阴干6h，焙烧时由室温逐渐提高至550℃焙烧，恒温2h后降温，再经压片、筛分(粒度0.28～0.45mm)、即得Ag/β沸石(Ag质量分数为1.8%)。

d.粉煤灰分步溶出硅铝制备纯沸石分子筛

I.粉煤灰焙烧预处理过程

将粉煤灰与200目的碳酸钠以质量比1：1.5充分混合，置于刚玉坩埚中，在马弗炉中升温至830℃，恒温1h。焙烧产物为浅黄色粉体。

II.沸石分子筛的合成

经焙烧预处理的粉煤灰焙烧产物，用去离子水以液固比为5：1浸取，加热搅拌，使可溶性硅酸盐充分溶解，过滤。用不同浓度的NaOH溶液浸取滤渣，搅拌下加热至沸，使焙烧产物中的硅铝酸盐在OH-作用下分解为硅酸盐和铝酸盐，过滤。用盐酸或CO2调节滤液的pH值至11～14，使其中的硅铝聚合，生成沸石的前驱体硅铝酸盐凝胶，在100℃下晶化完全。为了提高晶化的方向和速度，在混胶过程中可加入少量的晶种或液态晶化导向剂。得到的沸石分子筛用去离子水洗涤至pH值为10，110℃烘干。

e.利用凹凸棒黏土制备4A沸石分子筛

I.原料处理

将凹凸棒原土在650℃下焙烧30min，破坏其晶体结构，使其中的二氧化硅游离出来，成为无定形SiO2。焙烧时加入3%的氯化铵作为焙烧助剂，以除去铁的干扰。

II.制备方法

在三口烧瓶中加入一定量的焙烧土与计量好的30%的氢氧化钠溶液进行碱溶，在磁力搅拌下恒温水浴反应，碱溶温度为90℃以上，碱溶时间4h，得凝胶混合物。然后在凝胶混合物中，按一定的比例调整加入偏铝酸钠和水，不断搅拌进行晶化反应。晶化反应温度为90℃，晶化时间为2～6h。反应结束后，过滤、洗涤，直至滤液的pH≤11，将滤饼放入120℃的烘箱中干燥12h，得4A沸石分子筛产品。

[技术指标]天然沸石国内参考标准

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