一种含镧X型分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含镧X型分子筛及其制备方法，属于分子筛材料领域。首先将X型分子筛原粉与HNO3水溶液混合搅拌、静置、过滤、干燥，再将所得粉末与含La(NO3)3的HNO3水溶液混合搅拌后，转入聚四氟乙烯反应釜中进行水热处理，反应结束产物经过滤、干燥、焙烧即得镧改性的X型分子筛。该方法中，La离子交换程度高，且离子交换后X分子筛骨架结构保持良好，且无需多次离子交换，工艺简单，易于大量制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种X型分子筛的离子交换改性方法，特别是一种含镧X型分子筛及其制备方法。
技术介绍
目前普遍使用X型分子筛作为变压吸附制氧的吸附剂。正常合成的X型分子筛，它的SiO2/Al2O3为2.35-2.50之间，阳离子为Na+，其制氧分离系数不高，为了提高其氧氮分离能力，需要将Na+通过离子交换的方法变为其它金属阳离子。研究发现用镧离子交换改性后的X型分子筛，N2的吸附量、选择性均得到很大很高，对水的敏感性也得到很大改善。但是金属镧离子的交换较为困难，需要进行多次离子交换才能得到较高的离子交换度，通常需要进行5次交换，而且每次离子交换后还需要对交换后的样品进行干燥、高温焙烧处理，X型分子筛骨架结构遭到一定程度的破坏，而且其制备过程复杂、能耗高，限制了在工业上的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、易于大量生产的镧改性X型分子筛及其制备方法。实现本专利技术目的的技术解决方案是：一种含镧X型分子筛及其制备方法，包括如下步骤：（1）将X型分子筛原粉置于浓度为1wt%-35wt%的HNO3溶液中，分子筛粉末与HNO3溶液的质量比为0.1-0.5:1，搅拌1-10h后，室温浸渍1-18h，过滤、40-80℃下干燥5-48h得粉末A；（2）配制含La(NO3)3的HNO3水溶液，其中La(NO3)3的质量百分数为1-30%，HNO3质量百分数为5-40%；（3）将步骤（1）所得粉末A置于步骤（2）所述溶液中，粉末A与所述溶液的质量比为0.1-0.5:1，搅拌1-18h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在80-180℃下恒温处理2-24h，取出反应釜于空气中自然冷却；（4）将反应釜中白色沉淀过滤、水洗3-6次、60-80℃干燥12-48h、400-600℃焙烧4-8h后即得镧改性的X型分子筛。本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：1、该离子交换方法简单，只需进行一次镧离子交换，降低了生产耗时和成本；2、该方法较高的离子交换度，离子交换度达到90%以上；3、该离子交换过程是在聚四氟乙烯反应釜中进行，使镧离子交换后X型分子筛骨架结构保存良好。具体实施方式本专利技术结合以下实例作进一步的说明。实施例1取X型分子筛原粉10g置于100g浓度为1%的HNO3水溶液中，搅拌1h后，室温静置1h后过滤，40℃干燥48h得一粉末。将所得粉末与La(NO3)3质量百分数为1%、HNO3质量百分数为5%的100g水溶液混合，搅拌1h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在80℃下恒温处理24h，取出反应釜，将反应釜中白色产物过滤、水洗3次、60℃干燥12h、400℃焙烧8h后即得镧改性的X型分子筛。实施例2取X型分子筛原粉45g置于100g浓度为30%的HNO3水溶液中，搅拌4h后，室温静置12h后过滤，80℃干燥5h得一粉末。将所得粉末与La(NO3)3质量百分数为30%、HNO3质量百分数为40%的100g水溶液混合，搅拌12h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在180℃下恒温处理2h，取出反应釜，将反应釜中白色产物过滤、水洗6次、80℃干燥48h、600℃焙烧4h后即得镧改性的X型分子筛。实施例3取X型分子筛原粉22g置于100g浓度为12%的HNO3水溶液中，搅拌6h后，室温静置18h后过滤，60℃干燥18h得一粉末。将所得粉末与La(NO3)3质量百分数为18%、HNO3质量百分数为26%的100g水溶液混合，搅拌18h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在80℃下恒温处理18h，取出反应釜，将反应釜中白色产物过滤、水洗5次、65℃干燥26h、550℃焙烧5h后即得镧改性的X型分子筛。实施例4取X型分子筛原粉35g置于100g浓度为25%的HNO3水溶液中，搅拌10h后，室温静置10h后过滤，55℃干燥30h得一粉末。将所得粉末与La(NO3)3质量百分数为15%、HNO3质量百分数为20%的100g水溶液混合，搅拌8h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下恒温处理9h，取出反应釜，将反应釜中白色产物过滤、水洗4次、60℃干燥12h、500℃焙烧5.5h后即得镧改性的X型分子筛。实施例5取X型分子筛原粉18g置于100g浓度为15%的HNO3水溶液中，搅拌6h后，室温静置6h后过滤，75℃干燥8h得一粉末。将所得粉末与La(NO3)3质量百分数为18%、HNO3质量百分数为12%的100g水溶液混合，搅拌10h后，转入聚四氟乙烯反应釜中，在135℃下恒温处理12h，取出反应釜，将反应釜中白色产物过滤、水洗5次、65℃干燥26h、550℃焙烧4.5h后即得镧改性的X型分子筛。对比例1：取X型分子筛原粉10g与La(NO3)3质量百分数为1%的100g水溶液混合，搅拌1h然后室温静置24h，最后将白色产物过滤、水洗3次、60℃干燥12h、400℃焙烧8h后即得镧改性的X型分子筛。对比例2：取X型分子筛原粉45g与La(NO3)3质量百分数为30%的100g水溶液混合，搅拌12h然后室温静置2h，最后将白色产物过滤、水洗3次、80℃干燥48h、600℃焙烧4h后即得镧改性的X型分子筛。对比例3：取X型分子筛原粉22g与La(NO3)3质量百分数为18%的100g水溶液混合，搅拌18h然后室温静置18h，最后将白色产物过滤、水洗3次、65℃干燥26h、550℃焙烧5h后即得镧改性的X型分子筛。对比例4：取X型分子筛原粉35g与La(NO3)3质量百分数为25%的100g水溶液混合，搅拌8h然后室温静置9h，最后将白色产物过滤、水洗4次、60℃干燥12h、500℃焙烧5.5h后即得镧改性的X型分子筛。对比例5：取X型分子筛原粉18g与La(NO3)3质量百分数为15%的100g水溶液混合，搅拌10h然后室温静置12h，最后将白色产物过滤、水洗5次、65℃干燥26h、550℃焙烧4.5h后即得镧改性的X型分子筛。其中实施例1-5中采用了在一定温度下于聚四氟乙烯反应釜中处理一定时间，而对比例中未经聚四氟乙烯反应釜中处理。测定其镧离子交换度如下表所示。案例镧离子交换度（%）实施例194.01对比例123.63实施例292.39对比例220.89实施例396.27对比例324.17实施例493.56对比例424.36实施例594.38本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含镧X型分子筛，其特征在于，由如下步骤制备：（1）将X型分子筛原粉置于HNO3溶液中，搅拌，室温下浸渍1‑18 h，过滤、40‑80℃下干燥5‑48 h得粉末A；（2）配制含La(NO3)3的HNO3水溶液；（3）将步骤（1）所得粉末A置于步骤（2）所述溶液中搅拌，粉末A与所述溶液的质量比为0.1‑0.5:1，转入聚四氟乙烯反应釜中，在80‑180℃下恒温处理2‑24h，取出反应釜于空气中自然冷却；（4）将反应釜中所得沉淀过滤、水洗、60‑80℃下干燥12‑48h、400‑600℃下焙烧4‑8h后即得镧改性的 X型分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种含镧X型分子筛，其特征在于，由如下步骤制备：
（1）将X型分子筛原粉置于HNO3溶液中，搅拌，室温下浸渍1-18h，过滤、40-80℃下干燥
5-48h得粉末A；
（2）配制含La(NO3)3的HNO3水溶液；
（3）将步骤（1）所得粉末A置于步骤（2）所述溶液中搅拌，粉末A与所述溶液的质量比为
0.1-0.5:1，转入聚四氟乙烯反应釜中，在80-180℃下恒温处理2-24h，取出反应釜于空气中
自然冷却；
（4）将反应釜中所得沉淀过滤、水洗、60-80℃下干燥12-48h、400-600℃下焙烧4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李君华，李晓伟，
申请(专利权)人：江苏奥石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32