一种硅铝微孔分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅铝微孔分子筛的制备方法，属于多孔材料制备领域。本发明专利技术利用浮选机合成硅铝微孔孔材料，采用两个浮选机同时工作，通过高速搅拌和鼓泡使溶胶分散均匀，而且多余的未形成的溶胶通过气泡带出使溶胶‑凝胶短时间形成规整的微孔，从而制备出合成率高的硅铝微孔分子筛材料。该制备方法操作过程简单，产物处理方便，易于推广。

A preparation method of silicon and aluminum microporous molecular sieve

The invention discloses a preparation method of silicon aluminum microporous molecular sieve, which belongs to the field of preparation of porous material. The invention uses flotation machine synthesis of silicon aluminum micropore materials, using two flotation machine work at the same time, through high-speed stirring and bubbling the sol dispersed uniformly, and the excess is not formed by the sol gel to sol bubbles with short time form a regular pore, thus preparing microporous silicon aluminum molecular synthesis rate screen material. The preparation method is simple in operation, convenient in product treatment and easy to be popularized.

【技术实现步骤摘要】
一种硅铝微孔分子筛的制备方法
本专利技术涉及一种硅铝微孔分子筛的制备方法，属于多孔材料制备领域。
技术介绍
微孔沸石早在1756年被瑞典科学家A.F.Cronstedt发现。二十世纪四十年代BarrerR.M.成功在水热条件下通过碱和硅酸盐合成出沸石分子筛。1961年将季铵碱引入沸石合成体系，以导向剂或模板剂合成出微孔沸石分子筛。该材料具有结构规整、孔型固定、比表面积大、吸附能力强等特点。微孔分子筛多达160多种，如A型、X型、Y型和ZSM-5等。微孔分子筛的合成一般是采用水热合成法或溶剂热合成法，其特点是在低温、等压的液相条件下，有利于生长出缺陷少、控制取向与完美的晶体，且易于控制产物晶体的粒度与形貌，且可以均匀掺杂其他金属价态物种。主要通过混合聚合、陈化、晶化、干燥和焙烧等过程来实现。然而常规搅拌都在烧杯或烧瓶中采用磁力搅拌，搅拌力矩相对小，对硅源和铝源成溶胶的均匀性无法控制或搅拌时间过长，常造成晶体黏结或在反应器底部沉积，从而使微孔分子筛的合成率低。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种硅铝微孔分子筛的制备方法，利用浮选机合成硅铝微孔孔材料，通过高速搅拌和鼓泡使溶胶分散均匀，从而制备出合成率高的硅铝微孔分子筛材料。本专利技术提供了一种硅铝微孔分子筛的制备方法，包括以下步骤：（1）将去离子水和碱加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；（2）将去离子水或碱溶液加入到B浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；上述碱溶液的浓度为0.1mol/L-1mol/L；（3）将铝源加入到A浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min-2100r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h～0.1m3/h；（4）将硅源加入到B浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min-2100r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h～0.1m3/h；（5）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，1650r/min-2100r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；再将溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中；（6）将反应釜置于烘箱中，100℃下晶化2~40h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤、干燥后得到固体产物，再在80-140℃下干燥后得硅铝微孔分子筛材料；所述原料的摩尔配比为：Na2O：Al2O3:SiO2:H2O为3.0-13.6：1：1.5-70：92-1610。上述方案中，所述碱为NaOH、KOH中的一种或两种。上述方案中，所述铝源为铝酸钠或铝粉。上述方案中，所述硅酸钠、偏硅酸钠、二氧化硅粉或水玻璃中的一种。本专利技术提供了一种A型硅铝微孔分子筛（LTA）的具体制备方法，其原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为3.2-3.4：1：2.0-2.05：120-150。制备方法包括以下步骤：（1）将800-1000mL去离子水和7-10gNaOH加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器，使碱溶液的浓度为0.2mol/L-0.3mol/L；将一半的溶液移入B浮选机的浮选槽中；（2）将80g铝酸钠加入到A浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；（3）将155-160g偏硅酸钠加入到B浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；（4）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，1900r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；后停止鼓泡，慢速搅拌将溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中；（5）将反应釜置于烘箱中，100℃下晶化3~4h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤、干燥后得到固体产物，再在90-110℃下干燥后得LTA微孔分子筛。本专利技术提供了一种X型硅铝微孔分子筛（LSX）的具体制备方法，其原料按摩尔比为：Na2O:K2O:Al2O3:SiO2:H2O为6.3-6.6：1.8-1.9：1：1.55-1.65：92-93。制备方法包括以下步骤：（1）将155-160gNaOH与105-110gKOH溶于350mL去离子水中加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器，使碱溶液的浓度为0.2mol/L-0.3mol/L；（2）将112g铝酸钠和150mL去离子水加入到B浮选机的浮选槽中搅拌，搅拌速度为1850r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；（3）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，2100r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；（4）再将230-240g硅酸钠和350-360mL去离子水加入到B浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，2100r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；后停止鼓泡慢速搅拌将溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中；（5）将反应釜置于烘箱中70℃静置1-2h，100℃下晶化2~3h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤、干燥后得到固体产物，再在100-130℃下干燥后得LSX微孔分子筛。本专利技术提供了一种Y型硅铝微孔分子筛的具体制备方法，其原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为4.3-5.0：1：12-12.4：200-210。制备方法包括以下步骤：（1）将8-10gNaOH与4.2g铝酸钠溶于50mL去离子水中加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器，使碱溶液的浓度为0.2mol/L-0.3mol/L；待全溶解后再加45-50g硅酸钠，继续搅拌10-15min后室温陈化24h；（2）将0.25-0.3gNaOH，26g铝酸钠和300mL去离子水加入到B浮选机的浮选槽中搅拌，搅拌速度为1850r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.01m3/h；再加入282-290g硅酸钠，继续搅拌10min；（3）将A浮选机的浮选槽中的溶液移入B浮选机的浮选槽中，2100r/min下搅拌10-20min并进气鼓泡；（4）停止鼓泡慢速搅拌将溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中，室温陈化24h；（5）将反应釜置于烘箱中100℃下晶化2~3h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤、干燥后得到固体产物，再在100-120℃下干燥后得Y型微孔分子筛。本专利技术提供了一种丝光沸石型硅铝微孔分子筛（MOR）的具体制备方法，其原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为12-13.6：1：63-70：1580-1610。制备方法包括以下步骤：（1）将17-20gNaOH溶于40mL去离子水中加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器，使碱溶液的浓度为0.2mol/L-0.3mol/L；将14g铝酸钠加入其中继续搅拌；（2）将640-650mL去离子水加入到B浮选机的浮选槽中搅拌，搅拌速度为1850r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.01m3/h；再加入98-100g二氧化硅粉末，继续搅拌10min；（3）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，2100r/min下搅拌10-20min并进气鼓泡；（4）停止鼓泡慢速搅拌将溶胶移入聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将去离子水和碱加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；（2）将去离子水或碱溶液加入到B浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；上述碱溶液的浓度为0.1mol/L‑1mol/L；（3）将铝源加入到A浮选机的浮选槽中搅拌5‑10min，搅拌速度为1650r/min‑2100r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m

【技术特征摘要】
1.一种硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将去离子水和碱加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；（2）将去离子水或碱溶液加入到B浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器；上述碱溶液的浓度为0.1mol/L-1mol/L；（3）将铝源加入到A浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min-2100r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h～0.1m3/h；（4）将硅源加入到B浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min-2100r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h～0.1m3/h；（5）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，1650r/min-2100r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；再将所形成的溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中；（6）将反应釜置于烘箱中，100℃下晶化2~40h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤、干燥后得到固体产物，再在80-140℃下干燥后得硅铝微孔分子筛材料；原料的摩尔配比为：Na2O：Al2O3:SiO2:H2O为3.0-13.6：1：1.5-70：92-1610。2.根据权利要求1所述的硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：所述碱为NaOH、KOH中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：所述铝源为铝酸钠或铝粉。4.根据权利要求1所述的硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：所述硅源为硅酸钠、偏硅酸钠、二氧化硅粉或水玻璃中的一种。5.根据权利要求1所述的硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：制备不同类型的硅铝微孔分子筛，原料的摩尔配比为：A型硅铝微孔分子筛的原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为3.2-3.4：1：2.0-2.05：120-150；X型硅铝微孔分子筛的原料按摩尔比为：Na2O:K2O:Al2O3:SiO2:H2O为6.3-6.6：1.8-1.9：1：1.55-1.65：92-93；Y型硅铝微孔分子筛的原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为4.3-5.0：1：12-12.4：200-210；丝光沸石型硅铝微孔分子筛的原料按摩尔比为：Na2O:Al2O3:SiO2:H2O为12-13.6：1：63-70：1580-1610。6.根据权利要求5所述的硅铝微孔分子筛的制备方法，其特征在于：所述A型硅铝微孔分子筛为LTA，其制备方法包括以下步骤：（1）将800-1000mL去离子水和7-10gNaOH加入到A浮选机的浮选槽中，开启浮选机搅拌器，使碱溶液的浓度为0.2mol/L-0.3mol/L；将一半的溶液移入B浮选机的浮选槽中；（2）将80g铝酸钠加入到A浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；（3）将155-160g偏硅酸钠加入到B浮选机的浮选槽中搅拌5-10min，搅拌速度为1650r/min，并开启浮选机进气阀并调节进气量为0.05m3/h；（4）将B浮选机的浮选槽中的溶液移入A浮选机的浮选槽中，1900r/min下搅拌3-10min并进气鼓泡；后停止鼓泡，慢速搅拌将溶胶移入聚四氟乙烯反应釜中；（5）将反应釜置于烘箱中，100℃下晶化3~4h后取出，将产物经洗涤成中性，过滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕存琴，张继龙，刘建红，郭永，晋春，费鹏，张进，
申请(专利权)人：山西大同大学，
类型：发明
国别省市：山西,14