本发明专利技术涉及一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，包括以下步骤：步骤(1)、将稻谷壳进行预处理，粉碎，过筛；步骤(2)、将水、模板剂、铝源和稻谷壳粉进行高温水热反应；步骤(3)、将水热反应后的产物进行清洗、烘干和焙烧；步骤(1)中，包括如下步骤：预处理步骤，包括采用清水浸泡水洗，去除稻谷壳的灰尘；利用粉碎机将稻谷壳粉碎，用不同目数的筛子筛分出特定目数范围的稻谷壳粉。本发明专利技术采用未焙烧的稻谷壳为生物模版，通过简单的物理粉碎处理就能够灵活调控分子筛的颗粒粒度和孔结构；通过稻谷壳的加入目数调整和加入量控制，能够促进稻谷壳中的硅元素参与分子筛的合成体系，可解决分子筛合成成本高昂问题。可解决分子筛合成成本高昂问题。可解决分子筛合成成本高昂问题。
【技术实现步骤摘要】
一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法
[0001]本专利技术涉及一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，属于废弃生物质资源化利用领域。
技术介绍
[0002]二氧化碳(CO2)过度排放引起的温室效应等问题已经严重威胁人类及其他地球生物的生存。因此，如何解决CO2的排放备受瞩目。其中，农业废弃物的随意处理(如：秸秆直接焚烧处理)引起了广泛关注。水稻是亚洲最重要的粮食作物，我国每年种植水稻产生稻谷壳量约占世界总产量的30％，位居世界首位。据国家统计局公布的2021年全国粮食生产数据，稻谷年产量高达21284万吨，其中稻谷壳约占稻谷总质量的20wt％，折合产量约4256万吨。
[0003]传统二氧化硅的制备通常需要采用硅醇盐以及硅酸酯类作为硅源，原料成本极高，因此寻求价格低廉的二氧化硅制备方法尤为重要。稻谷壳是以无机二氧化硅与有机纤维(纤维素、半纤维素、木质素)为主要成分的天然复合材料。经考查，稻谷壳焙烧后的产物中硅含量高达90wt％以上，具备了作为生物质硅源的潜质。
[0004]例如在申请公布号CN 111892065 A，名称为“一种以稻壳为硅源制备SAPO
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34分子筛的方法”的中国专利技术专利申请中，公开一种以稻壳为硅源制备SAPO
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34分子筛的方法，具体步骤如下：(1)预处理：将稻壳洗净烘干，置于马弗炉中进行热解得到稻壳灰；(2)混合预晶化：以稻壳灰为硅源和硬模板剂，以去离子水为溶剂，将铝源、磷源、稻壳灰、模板剂、去离子水和SAPO/>‑
34分子筛原粉按比例混合，搅拌一定时间；(3)晶化：将步骤(2)得到的混合物置于聚四氟乙烯反应釜中进行水热反应，反应结束后，取出产物，进行离心、洗涤、抽滤，将滤饼烘干，得到SAPO
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34分子筛粗粉；(4)后处理：将SAPO
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34分子筛粗粉在马弗炉中高温焙烧，去除模板剂，得到纯SAPO
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34分子筛粉体。该专利中，稻谷壳预处理需在马弗炉经过400
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800℃热解3
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4h得到稻壳灰，能耗大，不环保。
[0005]在申请公布号CN 105731485 A，名称为“一种利用稻谷壳制备多级孔道沸石分子筛的方法”中公开了一种利用稻谷壳制备多级孔道沸石分子筛的方法，该方法中对稻谷壳进行预处理，具体是取300～500g稻谷壳，向其中加入40～50℃清水搅拌清洗20～30min去除表面杂质，过滤，将滤渣放入烘箱中烘干，烘干后粉碎，过40～50目筛，取30～50g过筛后的稻谷壳放入圆底烧瓶中，向瓶中加入200～300mL质量分数2～4％盐酸混合，放入105～115℃油浴中进行回流1～2h，回流结束后冷却至室温，抽滤，得滤渣，并烘干；将上述烘干的稻谷壳按固液比1:8～1:10加入到二氧化钛溶胶中，搅拌后放入超声分散仪器中分散20～30min，分散均匀后静置2～3h，载放入鼓风烘箱中在105～115℃下烘干，将烘干后物质加入坩埚中，置于马弗炉中处理，在氮气保护下从25℃升至1200℃，升温速率为12℃/min，处理1～2h，处理后冷却至室温再取出。上述专利的稻谷壳预处理工艺复杂，且稻谷壳在制备分子筛之前需要焙烧。
[0006]鉴于此，本案专利技术人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于提供一种工艺简单、更加节能环保的以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法
[0008]为了达到上述目的，本专利技术采用这样的技术方案：
[0009]一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤(1)、将稻谷壳进行预处理，粉碎，过筛；
[0011]步骤(2)、将水、模板剂、铝源和稻谷壳粉进行高温水热反应；
[0012]步骤(3)、将水热反应后的产物进行清洗、烘干和焙烧；
[0013]步骤(1)中，包括如下步骤：
[0014](a)预处理步骤，包括采用清水浸泡水洗，去除稻谷壳的灰尘，然后烘干备用；
[0015](b)利用粉碎机将稻谷壳粉碎，用不同目数的筛子筛分出特定目数范围的稻谷壳粉；
[0016]步骤(2)中，包括如下步骤：
[0017](a)将步骤(1)得到的稻谷壳粉与水、模板剂、铝源充分搅拌均匀后放入烘箱加热；
[0018](b)将步骤(a)处理的样品放入水热反应釜，进行高温水热反应；
[0019]步骤(3)中，包括如下步骤：
[0020](a)将步骤(2)得到的样品进行清洗，并通过高速离心分离出产物；
[0021](b)将产物置于烘箱恒温干燥，再放入马弗炉焙烧除去模板剂和有机质组分。
[0022]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(1)中的步骤(a)的清水浸泡时间为2
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24h，烘干温度为20
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150℃。
[0023]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(1)中的步骤(b)的稻谷壳粉的目数为20
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300目。
[0024]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(2)中步骤(a)的所述模板剂为四丙基氢氧化铵；铝源为偏铝酸钠，所述步骤(2)中步骤(a)中各组分以如下配比加入：水的加入量为1
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20mL，稻谷壳加入量为1
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6g，四丙基氢氧化铵加入量为1
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15mL，偏铝酸钠的加入量为0.01
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0.1g。
[0025]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(2)中步骤(a)中烘箱加热温度为60
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160℃，加热时间为时间为1
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12h。
[0026]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(2)中的步骤(b)的高温水热处理温度为80
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240℃，时间为6
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24h。
[0027]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(3)中的步骤(a)所用的清洗试剂为水或乙醇。
[0028]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(3)中的步骤(b)恒温干燥箱温度为20
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150℃，马弗炉焙烧温度为200
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800℃，时间为2
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12h，升温速率范围为2
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20℃/min。
[0029]作为本专利技术的优选方式，所述步骤(2)中步骤(a)中将稻谷壳粉与水、模板剂、铝源、硅源充分搅拌均匀后放入烘箱加热，硅源为正硅酸四乙酯，加入量为大于0mL,小于15mL。作为本专利技术的优选方式，所述步骤(1)中的步骤(b)的稻谷壳粉的目数为20
‑
300目。
[0030]采用本专利技术的技术方案后，采用未焙烧的稻谷壳为生物模版，通过简单的物理粉碎处理就能够灵活调控分子筛的颗粒粒度和孔结构；通过稻谷壳的加入目数调整和加入量控制，能够促进稻谷壳中的硅元素参与分子筛的合成体系，甚至无需外加硅源，可解决分子<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)、将稻谷壳进行预处理，粉碎，过筛；步骤(2)、将水、模板剂、铝源和稻谷壳粉进行高温水热反应；步骤(3)、将水热反应后的产物进行清洗、烘干和焙烧；步骤(1)中，包括如下步骤：(a)预处理步骤，包括采用清水浸泡水洗，去除稻谷壳的灰尘，然后烘干备用；(b)利用粉碎机将稻谷壳粉碎，用不同目数的筛子筛分出特定目数范围的稻谷壳粉；步骤(2)中，包括如下步骤：(a)将步骤(1)得到的稻谷壳粉与水、模板剂、铝源充分搅拌均匀后放入烘箱加热；(b)将步骤(a)处理的样品放入水热反应釜，进行高温水热反应；步骤(3)中，包括如下步骤：(a)将步骤(2)得到的样品进行清洗，并通过高速离心分离出产物；(b)将产物置于烘箱恒温干燥，再放入马弗炉焙烧除去模板剂和有机质组分。2.如权利要求1所述的一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的步骤(a)的清水浸泡时间为2
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24h，烘干温度为20
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150℃。3.如权利要求2所述的一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的步骤(b)的稻谷壳粉的目数为20
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300目。4.如权利要求3所述的一种以未焙烧的稻谷壳为模板制备多孔性分子筛的方法，其特征在于：所述步骤(2)中步骤(a)的所述模板剂为四丙基氢氧化铵；铝源为偏铝酸钠，所述步骤(2)中步骤(a)中各组分以如下配比加入：水的加入量为1
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20mL，稻谷壳加入量为1
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6g，四丙基氢氧化铵加...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹国武，郭梅婷，蔡东仁，许庆清，林建斌，周树锋，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：
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