一种微等离子体合成Na-A沸石分子筛的方法技术

本发明专利技术公开了一种微等离子体合成Na

【技术实现步骤摘要】
一种微等离子体合成Na
‑
A沸石分子筛的方法


[0001]本专利技术涉及一种微等离子体合成Na
‑
A沸石分子筛的方法，属于沸石分子筛合成


技术介绍

[0002]沸石分子筛是一族含水的碱或碱土金属架状结构的铝硅酸盐矿物的总称，一般化学式为A
m
X
p
O
2p
·
nH2O，其中A为钠(Na)、钾(K)、钙(Ca)、钡(Ba)、锶(Sr)，X为硅(Si)、铝(Al)。随着环境问题日益严峻，人们对廉价、高性能污染物的处理材料的需求变得更为迫切，而沸石分子筛便是应对环境污染、解决环境问题的一类理想材料。沸石结构稳定，具有很高的分离选择性，在气体吸附、重金属的吸附和离子交换等领域有着广泛的用途，并且，沸石分子筛在生产过程中几乎不产生污染，在使用后容易再生。因此，沸石越来越受到人们的重视。
[0003]沸石的主要来源可以分为天然源和人为源。其中天然沸石资源丰富，分布广泛，这些天然沸石主要应用在建材、轻工等领域。然而，天然沸石也存在许多问题，其成分极为复杂，沸石骨架外用于电荷平衡的离子众多，因此天然沸石难以直接被用于吸附离子交换领域。而人工合成的沸石分子筛比天然沸石具有更好的孔道均一性和离子交换性，且纯度高，结晶性好，因此人工合成沸石是目前研究的主要方向，有着更广泛的应用。但人工合成沸石分子筛还存在许多问题，例如需要额外使用模板、合成时间长、合成步骤繁琐等问题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，通过使用微等离子体放电，产生羟基自由基，快速合成沸石分子筛，该方法便宜、简单且高效。本专利技术获得的Na
‑
A沸石分子筛可用于水中镍离子的去除，实现对镍离子的高效吸附。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提出了一种微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将九水偏硅酸钠溶于超纯水中，得到溶液A，将偏铝酸钠和氢氧化钠溶于超纯水中，得到溶液B；
[0008](2)将所述溶液B倒入溶液A中，得到初始凝胶，搅拌得到混合溶液；
[0009](3)将所述混合溶液加入阳极反应器，然后在阳极和阴极反应器中分别加入超纯水，并以常压直流辉光放电产生的微等离子体作为阳极，铂电极作为阴极进行电解处理；
[0010](4)电解处理结束后，将混合溶液抽滤、洗涤、干燥，得到所述Na
‑
A沸石分子筛。
[0011]进一步地，所述九水偏硅酸钠以SiO2计，所述偏铝酸钠以Al2O3计，二者摩尔比为4∶3。
[0012]进一步地，步骤(2)中，所述搅拌的时间为12h。
[0013]进一步地，步骤(3)中，所述电解处理的时间为60min。
[0014]进一步地，步骤(3)中，所述电解处理中电流为20mA。
[0015]进一步地，步骤(3)中，所述电解处理在空气中进行。
[0016]本专利技术还提供了一种上述方法制备得到的Na
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A沸石分子筛。
[0017]本专利技术还提供了一种去除水溶液中镍离子的方法，将上述的Na
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A沸石分子筛加入含镍离子的水溶液中，搅拌3h。
[0018]进一步地，所述Na
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A沸石分子筛在镍离子的水溶液中的加入量为10mg
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100mg/60mL，所述含镍离子的水溶液pH为3
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7，镍离子浓度为10ppm
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100ppm。
[0019]本专利技术公开了以下技术效果：
[0020]本专利技术提供了一种便宜、简单且迅速合成Na
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A沸石分子筛的方法，在合成过程中，使用等离子体电极作为阳极，产生羟基自由基。通过等离子体向沸石分子筛合成体系中额外引入
·
OH自由基，能够显著加快沸石分子筛的成核，从而加速其晶化过程。并且，制备得到的Na
‑
A沸石分子筛可用于溶液中镍离子的去除，实现了对镍离子的高效吸附，有望用于实际的水处理中。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1为实施例1制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0023]图2为实施例1制备得到的Na
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A沸石分子筛的SEM图；
[0024]图3为实施例1(等离子体做阳极)和对比例1(等离子体做阴极)制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0025]图4为实施例1(12h)和对比例2
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4(2h、4h和6h)制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0026]图5为实施例1(20mA)和对比例5
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6(15mA、18mA)制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0027]图6为实施例1(60min)和对比例7
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9(30min、40min和50min)制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0028]图7为实施例1(air)和对比例10(Ar)制备得到的Na
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A沸石分子筛的XRD图；
[0029]图8为实施例1(等离子体法)制备得到的Na
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A沸石分子筛与水热法、商用的Na
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A沸石分子筛的镍离子的去除性能测试结果图。
具体实施方式
[0030]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0031]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0032]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将九水偏硅酸钠溶于超纯水中，得到溶液A，将偏铝酸钠和氢氧化钠溶于超纯水中，得到溶液B；(2)将所述溶液B倒入溶液A中，得到初始凝胶，搅拌得到混合溶液；(3)将所述混合溶液加入阳极反应器，并以微等离子体作为阳极，铂电极作为阴极进行电解处理；(4)电解处理结束后，将混合溶液抽滤、洗涤和干燥，得到所述Na
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A沸石分子筛。2.根据权利要求1所述的微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，其特征在于，所述九水偏硅酸钠以SiO2计，所述偏铝酸钠以Al2O3计，二者摩尔比为4：3。3.根据权利要求1所述的微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的时间为12h。4.根据权利要求1所述的微等离子体合成Na
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A沸石分子筛的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，郑力元，李柯蓉，王祥科，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：