一种Y型分子筛及其制备方法、应用技术

本申请公开了一种Y型分子筛及其制备方法、应用，所述Y型分子筛的比表面积为800～900m2/g；孔容为0.27～0.29cm3/g；所述Y型分子筛的硅铝比为：SiO2/Al2O3大于600。因此该材料可用于较大环境湿度下大分子VOCs的吸附过程。可用于较大环境湿度下大分子VOCs的吸附过程。

【技术实现步骤摘要】
一种Y型分子筛及其制备方法、应用


[0001]本申请涉及一种Y型分子筛及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]挥发性有机物(VOCs)的排放对自然环境、人类健康产生了严重危害,吸附法和催化氧化法是治理VOCs的有效方法。VOCs分子的动力学直径普遍小于1nm,当吸附剂的孔径与VOCs分子动力学直径相匹配时,被吸附的有机分子才不容易逃离。常用的微孔吸附材料主要包括活性炭和沸石分子筛,活性炭具有较大的比表面积，性能较好，但其热稳定性较差，易燃烧，VOCs分子的脱附较困难，且面临危废处理问题。而沸石是微孔结晶材料，具有较高的比表面积和微孔孔容，还具有规则的孔道和笼。同时，沸石还具有非常高的热稳定性和水热稳定性，已被广泛用于VOCs吸附领域。
[0003]MFI型分子筛吸附剂应用广泛，对丙酮、丁酮、苯、甲苯等VOCs分子具有较大的吸附量，而且其具有可调变的SiO2/Al2O3，即使在分子环境湿度较大的条件下，其吸附性能变化不大，因此ZSM
‑
5吸附剂可用于高湿度条件下有机污染物的吸附净化。但对于临界直径比ZSM
‑
5分子筛孔径大的VOCs分子(如间二甲苯等)，无法进入分子筛的微孔内，使其在间二甲苯等大分子VOCs的吸附过程中性能极差。Y沸石具有十二元环微孔结构，对间二甲苯等大尺寸VOCs分子具有非常好的吸附性能，但Y沸石SiO2/Al2O3较低，静态吸水率大于25％，由于H2O分子和VOCs分子在沸石孔道内竞争吸附，导致其在环境湿度较大条件下的吸附性能大幅降低，吸附量降低达20倍以上。Y沸石的硅铝比越高，疏水性越好，但原位合成的Y沸石最高SiO2/Al2O3低于18，疏水性较差，仍无法用于较大环境湿度下的吸附过程。
[0004]目前，高硅Y沸石的制备方法主要有以下两种：(1)有文献报导的焙烧
‑
脱铝法，即先通过高温焙烧或水蒸汽焙烧，最后再用酸或铝络合剂处理，重复处理可制备出骨架硅铝比较高的超稳Y沸石，但该方法对沸石骨架结构破坏严重，导致吸附量下降，同时该方法无法得到非常高的硅铝比，疏水性仍较差；(2)还有文献报导的气
‑
固反应法，即利用气体化合物或挥发性强的液体化合物在一定条件下与Y沸石发生脱铝补硅反应，但该方法制备的沸石硅铝比通常在100左右，疏水性仍不能满足要求，即使增加酸洗过程进一步提高硅铝比，但由于酸洗过程脱除部分T原子，破坏骨架完整性，导致其疏水性变差。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供了一种Y型分子筛，所述Y型分子筛的比表面积为800～900m2/g；孔容为0.27～0.29cm3/g；所述Y型分子筛的硅铝比为：SiO2/Al2O3大于600。因此该材料可用于较大环境湿度下大分子VOCs的吸附过程。
[0006]本专利技术提供了一种超疏水吸附材料及其制备方法，所述超疏水吸附材料为超高硅铝比Y沸石，其SiO2/Al2O3＝600～+∞，BET比表面积大于800m2/g，该疏水材料的静态吸水率低于3.5％(GB/T 6287
‑
1986)，动态吸附间二甲苯量大于12％(环境湿度≥50％)；所述超疏水吸附材料的制备方法，至少包括以下步骤：气固相同晶置换、水洗、酸洗、程序升温焙烧
等。本专利技术提供的方法制备的超疏水吸附材料可用于大分子挥发性有机物(VOCs)的吸附，尤其是在环境湿度较大的条件下，其吸附性能远优于普通型吸附材料。
[0007]所述超疏水吸附材料的制备至少包括以下步骤：气固相同晶置换、水洗、酸洗和程序升温焙烧。
[0008]根据本申请的第一方面，提供了一种Y型分子筛，所述Y型分子筛的比表面积为800～900m2/g；孔容为0.27～0.29cm3/g；所述Y型分子筛的硅铝比为：SiO2/Al2O3大于600。
[0009]可选地，所述超疏水大孔沸石吸附材料的SiO2/Al2O3上限选自800、1200、1600、2000、4000或+∞；下限选自600、800、1200、1600、2000、或4000。
[0010]可选地，所述超疏水大孔沸石吸附材料的静态吸水率(GB/T 6287
‑
1986)上限选自0.2、0.8、1.2、1.8、2.0、2.5、3.0或3.5。
[0011]可选地，所述Y型分子筛的吸水率小于3.5％。
[0012]本专利技术提供的一种超疏水大孔沸石吸附材料的制备方法，至少包括以下步骤：具体地说，该方法首先由N2或空气携带SiCl4饱和蒸汽与NaY固体在高温下反应一段时间(同晶置换过程)；然后将处理后的样品用去离子水洗一段时间(水洗过程)；接着将烘干后的样品进行酸洗，再用去离子水洗涤至接近中性，烘干(酸洗过程)；最后将烘干后的样品在高温下程序焙烧即可得到超疏水大孔沸石吸附材料(程序升温焙烧过程)。
[0013]根据本申请的第二方面，提供了一种上述Y型分子筛的制备方法，所述方法包括：
[0014](1)将含有SiCl4和NaY分子筛的物料，反应，得到中间产物I；
[0015](2)将所述中间产物I进行水洗，得到中间产物II；
[0016](3)将所述中间产物II进行酸洗，得到中间产物III；
[0017](4)将所述中间产物III焙烧，即可得到所述Y型分子筛。
[0018]可选地，所述的气固相同晶置换过程，采用N2或空气携带SiCl4饱和蒸汽与NaY固体在400～550℃处理10～240min，载气流量为10～300ml/min。
[0019]可选地，所述SiCl4处理温度上限选自420℃、440℃、460℃、480℃、520℃或550℃，下限温度选自400℃、420℃、440℃、460℃、480℃或520℃。
[0020]可选地，所述SiCl4处理时间上限选自40min、80min、120min、160min、200min或240min，下限选自10min、40min、80min、120min、160min或200min。
[0021]可选地，所述的水洗过程中，水洗液固比为2～50cm3/g，水洗时间为1～24h，用去离子水洗涤至中性，烘干。
[0022]可选地，所述的水洗液固比上限选自5cm3/g、10cm3/g、15cm3/g、20cm3/g、25cm3/g、30cm3/g、40cm3/g或50cm3/g，下限选自2cm3/g、5cm3/g、10cm3/g、15cm3/g、20cm3/g、25cm3/g、30cm3/g或40cm3/g。
[0023]可选地，所述的水洗时间上限选自4h、8h、12h、16h、20h或24h，下限选自1h、4h、8h、12h、16h或20h。
[0024]可选地，在所述步骤(1)中，反应的条件为：温度为400～550℃；时间为10～240min。
[0025]可选地，在所述步骤(2)中，水和中间产物I的体积质量比为2～50cm3/g；水洗时间为1～24h。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Y型分子筛，其特征在于，所述Y型分子筛的比表面积为800～900m2/g；孔容为0.27～0.29cm3/g；所述Y型分子筛的硅铝比为：SiO2/Al2O3大于600。2.根据权利要求1所述的Y型分子筛，其特征在于，所述Y型分子筛的吸水率小于3.5％。3.权利要求1或2所述的Y型分子筛的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)将含有SiCl4和NaY分子筛的物料，反应，得到中间产物I；(2)将所述中间产物I进行水洗，得到中间产物II；(3)将所述中间产物II进行酸洗，得到中间产物III；(4)将所述中间产物III焙烧，即可得到所述Y型分子筛。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，反应的条件为：温度为400～550℃；时间为10～240min。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，水和中间产物I的体积质量比为2～50cm3/g；水洗时间为1～24h。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，使用的酸选自盐酸、硫酸、硝酸、草酸、柠檬酸、醋酸中的至少一种。7.根据权利要求3所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，于强，安杰，陈福存，刘珍妮，谢素娟，崔倩，朱向学，李秀杰，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：