一种DDR分子筛的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种DDR分子筛的制备方法，属于分子筛制备技术领域。本发明专利技术提供的DDR分子筛的制备方法包括以下步骤：将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛；所述水热反应的温度为120～220℃。硅灰中的SiO2具有较高的反应活性，硅灰中的SiO2与Al2O3在碱性条件下原有结构被破坏形成游离Si离子、游离Al离子和游离O离子，在结构导向剂的作用下游离Si离子、游离Al离子和游离O离子重新排列组合形成以硅氧4面体与铝氧4面体为主的3维空间网状结构，进而形成DDR分子筛。结果表明，本发明专利技术用硅灰制备了DDR分子筛，实现了其高附加值的利用。实现了其高附加值的利用。实现了其高附加值的利用。

【技术实现步骤摘要】
一种DDR分子筛的制备方法


[0001]本专利技术属于分子筛制备
，具体涉及一种DDR分子筛的制备方法。

技术介绍

[0002]硅灰也叫微硅粉，是生产硅金属或硅铁合金时产生的工业冶炼副产物，主要用于建筑材料领域，如CN113429144A提出了一种加密硅灰复合掺合料及其在高性能混凝土中的应用，其中硅灰掺入混凝土中以提高混凝土强度、降低砼泵输送阻力、降低成本。CN113277794A公开了一种基于电石渣、硅灰协同的托勃莫来石型A级墙体保温材料及其制备方法，通过对原材料的选择和配比的设计，获得了一种导热系数低、耐高温以及保温时间长的墙体保温材料。
[0003]气候变化是全球性的问题，现阶段世界各国的二氧化碳排放量不断增加，对全球的温室效应有着严重的负面影响。DDR沸石分子筛具有纳米级八元环孔道，能根据CO2的分子直径将CO2与其他气体进行分离，尤其是CO2/CH4混合气体，使得DDR型沸石成为CO2的理想吸附剂之一。
[0004]目前合成DDR沸石分子筛使用较多的是硅溶胶等纯化学试剂，价格高昂，还没有使用硅灰制备得到DDR沸石分子筛的先例。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种DDR分子筛的制备方法，以硅灰为原料制备DDR分子筛，不但能够实现硅灰的高附加值利用，而且降低了DDR分子筛的合成成本。
[0006]本专利技术提供了一种DDR分子筛的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛；
[0008]所述水热反应的温度为120～220℃。
[0009]优选的，所述水与硅灰中SiO2物质的量之比为60～100：1。
[0010]优选的，所述结构引导剂与硅灰中SiO2物质的量之比为0.1～0.6：1。
[0011]优选的，所述结构引导剂包括金刚烷胺或甲基托品阳离子盐。
[0012]优选的，所述强碱与硅灰中SiO2物质的量之比为0.2～0.6：1。
[0013]优选的，所述强碱包括碱金属氢氧化物。
[0014]优选的，所述晶种与硅灰中SiO2的质量之比为0.01～0.05：1。
[0015]优选的，所述硅灰中SiO2的质量含量为85～98％，Al2O3的质量含量为0.8～1.2％。
[0016]优选的，所述硅灰的粒度≤200目。
[0017]优选的，所述水热反应的时间为24～72h。
[0018]本专利技术提供了一种DDR分子筛的制备方法，包括以下步骤：将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛；所述水热反应的温度为120～220℃。硅灰中的SiO2具有较高的反应活性，硅灰中SiO2与Al2O3在碱性条件下原有结构被破坏形成游离Si离子、游离Al离子和游离O离子，在结构导向剂的作用下游离Si离子、游离Al离子和游
离O离子重新排列组合形成以硅氧4面体与铝氧4面体为主的3维空间网状结构，进而形成DDR分子筛。实施例结果表明，本专利技术利用硅灰制备得到了DDR分子筛，实现了硅灰高附加值的回收利用。
[0019]进一步地，本专利技术通过控制强碱的用量与水热反应时间合成了纯度较高的DDR分子筛。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为实施例1制备的DDR分子筛晶种的XRD图；
[0022]图2为实施例1制备的DDR分子筛的XRD图；
[0023]图3为实施例1制备的DDR分子筛的SEM图。
具体实施方式
[0024]本专利技术提供了一种DDR分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0025]将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛；
[0026]所述水热反应的温度为120～220℃。
[0027]在本专利技术中，所述晶种为购买得到或自行制备均可。本专利技术中，所述晶种为制备得到，所述晶种的制备方法包括以下步骤：将包括硅灰、去离子水、金刚烷胺和氢氧化钠的混合料进行水热晶化，得到晶种。
[0028]在本专利技术中，所述硅灰中的SiO2、去离子水、金刚烷胺与氢氧化钠物质的量之比优选为1：40～200：0.1～0.8：0.1～1.2，更优选为1：100：0.3：0.2。在本专利技术中，所述硅灰中SiO2的质量含量优选为85～98％，Al2O3的质量含量优选为0.8～1.2％。
[0029]在本专利技术中，所述混合料优选还包括粉煤灰。在本专利技术中，以质量百分比计，所述粉煤灰的化学组成优选包括：SiO245～55％，Al2O325～40％，Fe2O30～5％，CaO 0～5％，TiO20～5％，烧失量8～30％，余量为其他杂质。在本专利技术中，所述其他杂质优选指的是SO3、MgO、K2O、P2O5、ZrO2、SrO和ZnO。在本专利技术中，所述粉煤灰中的Al2O3与硅灰中的SiO2物质的量的比值在0.02以下，更优选为0.005～0.015：1。在本专利技术中，所述粉煤灰可以增加体系反应活性。
[0030]本专利技术优选先将氢氧化钠与水混合，再将得到的氢氧化钠溶液与其他原料进行混合，得到混合料。
[0031]在本专利技术中，所述水热晶化的温度优选为120℃～200℃，更优选为160～180℃。当水热晶化温度高于上述范围时会导致晶相的转变使部分晶相转变为杂质Dodecasil 1H；水热晶化温度低于上述范围时会影响结晶度。在本专利技术中，所述水热晶化的时间优选为24～48h，更优选为32～40h。当水热晶化的时间比上述范围长时会导致晶相的转变，形成以Dodecasil 1H和Sigma
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2为主的杂质；反应时间短于上述范围又会导致反应不完全影响结晶度。水热晶化结束后，本专利技术优选将水热晶化的产物进行洗涤、干燥，得到晶种。所述洗涤
优选用去离子水洗涤水热晶化产物至pH＝7～8。所述干燥的温度优选为60～100℃，干燥的时间优选为4～8h。在本专利技术中，晶种可以起到引导结晶的作用，加快早期反应形成晶核的过程。
[0032]得到晶种后，本专利技术将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛。
[0033]在本专利技术中，所述结构引导剂优选包括金刚烷胺或甲基托品阳离子盐；所述水优选为去离子水；所述强碱优选为碱金属氢氧化物，所述碱金属氢氧化物优选包括NaOH和/或KOH。在本专利技术中，所述硅灰的组成同制备晶种时硅灰的组成，这里不再赘述；所述硅灰的粒度优选≤200目，更优选50～150目。本专利技术将硅灰的粒度控制在上述范围内，有助于加快水热反应进程，缩短反应时间。在本专利技术中，所述水与硅灰中SiO2物质的量之比优选为60～100：1，更优选为70～80：1；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种DDR分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将水、强碱、晶种、结构引导剂和硅灰混合，进行水热反应，得到DDR分子筛；所述水热反应的温度为120～220℃。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水与硅灰中SiO2物质的量之比为60～100：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述结构引导剂与硅灰中SiO2物质的量之比为0.1～0.6：1。4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述结构引导剂包括金刚烷胺或甲基托品阳离子盐。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强碱与硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽，彭中昊，黄利祥，王栋民，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：