粉煤灰制備沸石分子篩制備實(shí)例

時(shí)間：2023-03-24 14:31:13來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

粉煤灰制備沸石分子篩制備實(shí)例

[db:作者] / 2023-01-03 00:00

②制備實(shí)例

a.A型分子篩的制備

采用水熱合成法，水玻璃和偏鋁酸鈉、氫氧化鈉按一定的摩爾比混合，在攪拌下于80℃左右反應(yīng)30min，生成的凝膠升溫至90℃恒溫1h，繼續(xù)升溫至(102±2)℃，結(jié)晶4～6h。過濾洗滌pH值為9，在100～200℃干燥得到晶體粉末品，即4A型分子篩粉末，再與粉合劑捏合成型、烘干、灼燒活化得4A型分子篩成型品。

上述粉末如果與0.2mol/L KCl溶液于60～70℃下進(jìn)行陽離子交換(交換度70%)，再經(jīng)過濾、洗滌、烘干、成型、灼燒活化得3A型分子篩。

上述粉末品如果與0.5～1mol/L CaCl2溶液于50～80℃下進(jìn)行陽離子交換(交換度70%)，再經(jīng)過濾、洗滌、烘干、成型、灼燒活化得5A型分子篩。

b.膨潤土深加工制P型沸石

I.氫氧化鈉溶液活化膨潤土法制P型沸石

取濕法提純后粉碎成微細(xì)粉末的膨潤土40g，與48g氫氧化鈉均勻混合后加入高壓釜中，同時(shí)加入700mL水。在150℃下膨潤土活化反應(yīng)3h后的固相組成XRD譜圖分析表明：活化反應(yīng)產(chǎn)物主要是水合硅鋁酸鹽(Na6Al6Si10O32·12H2O)，另外還有少量的Na(AISi2O6)H2O及Na2SiO3。說明氫氧化鈉堿溶液在高溫高壓條件下也能破壞膨潤土的結(jié)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)化為活性高的硅酸鹽。

從高壓釜中取出反應(yīng)料液放入錐形瓶中，然后分別用氫氧化鋁、氫氧化鈉和水調(diào)整體系中的Al2O3：SiO2：Na2O：H2O的摩爾比為1：2.3：3：190。此混合體系先在90℃下老化反應(yīng)8h，然后加入少量4A沸石晶種(為體系固相質(zhì)量的0.7%)，攪拌幾分鐘后，體系密封置于85℃恒定溫度下晶化6h。晶化后的料液固液分離，固相產(chǎn)品經(jīng)洗滌、烘干、粉碎，即為P型洗滌用沸石。

II.氫氧化鈉堿熔活化膨潤土法制P型沸石

濕法提純的礦粉經(jīng)萬能粉碎機(jī)粉碎成微細(xì)粉末后，取出18g，與21.6g氫氧化鈉均勻混合，混合料置于馬弗爐中進(jìn)行堿熔活化反應(yīng)。雖然氫氧化鈉的熔點(diǎn)為318℃，但是由于膨潤土的加入，實(shí)驗(yàn)時(shí)在近400℃時(shí)反應(yīng)體系才變成液態(tài)，此時(shí)膨潤土與氫氧化鈉反應(yīng)易于徹底。

將堿熔活化原料粉碎后放入錐形瓶中，分別用氫氧化鋁、氫氧化鈉和水調(diào)整體系中的Al2O3：SiO2：Na2O：H2O的摩爾比為1：2.1：3.0：190。調(diào)整好配比的體系先在80℃條件下攪拌老化反應(yīng)6h，再加入少量4A沸石晶種(為體系固相質(zhì)量的0.7%)攪拌均勻后，體系密封置于85℃恒定溫度下晶化6h。對晶化后的料液進(jìn)行固液分離，固相產(chǎn)品經(jīng)洗滌、烘干、粉碎即為P型洗滌用沸石。

c.β沸石的微波制備及修飾

I.β沸石原粉的合成

凝膠制備：以粗孔硅膠為硅源，偏鋁酸鈉為鋁源，四乙基氫氧化銨為模板劑，摩爾組成為1.0 Al2O3·nSiO2·2.14Na2O·100H2O·nTEAOH(四乙基氫氧化銨)，分別以模板劑用量n(TEAOH)/n(SiO2)=0.05～0.12和pH=7～11混合晶化母液，然后加入硅膠并充分?jǐn)嚢?～4h。

微波輻射法合成：將膠體轉(zhuǎn)入微波反應(yīng)釜，置反應(yīng)釜于微波爐中接受微波輻射，微波功率200W，晶化溫度80～180℃，晶化時(shí)間1～5h，直至晶化完成，冷卻，洗滌至pH值為7，抽濾再經(jīng)110℃烘干得Naβ沸石原粉。

II.Hβ沸石的制備

微波輻射脫模法：微波功率700W，升溫速率10℃/min，終溫180℃，恒溫0.5h，輻射脫模。

β沸石的轉(zhuǎn)型：脫模后β沸石用0.2mol/L的NH4Cl水溶液(液固比30mL/g)，在80℃下恒溫回流3h，用去離子水洗滌至溶液pH值為7，110℃烘干，550℃焙燒4h，即得Hβ沸石，再經(jīng)壓片、篩分(粒度0.28～0.45mm)得Hβ沸石催化劑。

I.Ag修飾

將AgNO3溶于水中，再將其共溶液逐漸滴入稱好的Hβ沸石中，室溫陰干6h，焙燒時(shí)由室溫逐漸提高至550℃焙燒，恒溫2h后降溫，再經(jīng)壓片、篩分(粒度0.28～0.45mm)、即得Ag/β沸石(Ag質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.8%)。

d.粉煤灰分步溶出硅鋁制備純沸石分子篩

I.粉煤灰焙燒預(yù)處理過程

將粉煤灰與200目的碳酸鈉以質(zhì)量比1：1.5充分混合，置于剛玉坩堝中，在馬弗爐中升溫至830℃，恒溫1h。焙燒產(chǎn)物為淺黃色粉體。

II.沸石分子篩的合成

經(jīng)焙燒預(yù)處理的粉煤灰焙燒產(chǎn)物，用去離子水以液固比為5：1浸取，加熱攪拌，使可溶性硅酸鹽充分溶解，過濾。用不同濃度的NaOH溶液浸取濾渣，攪拌下加熱至沸，使焙燒產(chǎn)物中的硅鋁酸鹽在OH-作用下分解為硅酸鹽和鋁酸鹽，過濾。用鹽酸或CO2調(diào)節(jié)濾液的pH值至11～14，使其中的硅鋁聚合，生成沸石的前驅(qū)體硅鋁酸鹽凝膠，在100℃下晶化完全。為了提高晶化的方向和速度，在混膠過程中可加入少量的晶種或液態(tài)晶化導(dǎo)向劑。得到的沸石分子篩用去離子水洗滌至pH值為10，110℃烘干。

e.利用凹凸棒黏土制備4A沸石分子篩

I.原料處理

將凹凸棒原土在650℃下焙燒30min，破壞其晶體結(jié)構(gòu)，使其中的二氧化硅游離出來，成為無定形SiO2。焙燒時(shí)加入3%的氯化銨作為焙燒助劑，以除去鐵的干擾。

II.制備方法

在三口燒瓶中加入一定量的焙燒土與計(jì)量好的30%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行堿溶，在磁力攪拌下恒溫水浴反應(yīng)，堿溶溫度為90℃以上，堿溶時(shí)間4h，得凝膠混合物。然后在凝膠混合物中，按一定的比例調(diào)整加入偏鋁酸鈉和水，不斷攪拌進(jìn)行晶化反應(yīng)。晶化反應(yīng)溫度為90℃，晶化時(shí)間為2～6h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾、洗滌，直至濾液的pH≤11，將濾餅放入120℃的烘箱中干燥12h，得4A沸石分子篩產(chǎn)品。

[技術(shù)指標(biāo)]天然沸石國內(nèi)參考標(biāo)準(zhǔn)

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