亚磷酸提纯用分子筛基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合材料技术领域的亚磷酸提纯用分子筛基复合材料及其制备方法。所述复合材料包括可吸附磷酸根的金属阳离子、ＺＳＭ系列沸石分子筛，可吸附磷酸根的金属阳离子通过离子交换和焙烧技术负载到ＺＳＭ系列沸石分子筛上，其中金属阳离子的重量百分比为２－８％，ＺＳＭ系列沸石分子筛的重量百分比为９２－９８％。制备工艺简单，利用低成本技术实现对磷酸副产物的高效选择性吸附，并且不引入其他离子杂质，通过降低亚磷酸母液的磷酸副产物的含量来提高亚磷酸晶体产品的质量等级和市场竞争力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合材料
的分子筛基复合材料及其制备方法，特别 涉及的是一种。
技术介绍
亚磷酸是磷的低含氧酸，主要用做合成工业水处理剂、聚合物稳定剂、农药 中间体原料等，是重要的有机磷中间体之一。工业化生产亚磷酸主要以三氯化磷 水解法为主，即在反应釜中按比例加入一定量水和少量亚磷酸饱和溶液，缓慢加 入三氯化磷溶液，反应所产生的氯化氢废气经冷凝器冷却后送至吸收塔。在富集 釜内对反应后的产品进行负压富集，而后将富集后的产品送至结晶釜中，冷却结 晶，经离心分离后，可得到合格产品。亚磷酸是强还原剂，水解反应过程中在热、 氧的作用下会产生正磷酸的副产物，这将直接影响到亚磷酸晶体产品的纯度。中 华人民共和国化工行业标准HG/T 2520-93 "工业亚磷酸"中规定工业亚磷酸晶 体产品一等品中磷酸盐含量￡0.2%，合格品中磷酸盐含量^).6%。因此，降低亚磷 酸母液的磷酸含量是提高亚磷酸晶体产品纯度的关键。但是，正磷酸和亚磷酸结 构性能极为相似，因此致使亚磷酸母液纯化成为技术瓶颈和攻关难题。目前，除磷的工艺和技术涉及到的都是污水处理
，文献调研包括科 技论文和专利均未发现有提及亚磷酸产品中的除磷技术的相关报道。洗衣粉等大 量含磷物质的使用使污水中的含磷量大幅度超标，造成河川或湖泊的富营养化， 成为我国亟待解决的重大环境问题。经对现有技术的文献检索发现，除磷技术主要有生物除磷技术、絮凝剂处理 技术、吸附处理技术和离子交换技术。授权专利ZL99125920.3提供了一种利用除 磷装置，通过使用含铁和/或铝的电极以电化学方式将铁离子或铝离子溶出而与磷 酸根形成沉淀方式来除磷。授权专利ZL200510020534. 1和公开专利 200710120408. 2提及的絮凝剂处理技术，是以生产钛白粉的副产品硫酸亚铁为主 要原料的絮凝剂和以聚合氯化铝铁、硫酸铁和超纯磁铁矿粉组成的磁性脱磷剂， 通过与磷酸根沉淀和絮凝沉降来除磷。授权专利ZL200410099197. 5利用工业废弃3物粉煤灰为原料，借助低成本的活化剂和改性剂将粉煤灰制成高活性的磷吸附剂 来除磷。这些除磷技术如果用于亚磷酸原液的提纯都将不可避免地引入其他离子 杂质，尤其是国标规定亚磷酸产品中铁的含量50. 005%才能成为合格品。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种亚磷酸提纯用分子筛基复合材料 及其制备方法，解决亚磷酸母液氧化产生副产物磷酸含量过高而导致亚磷酸晶体 产品磷酸盐(P04)含量超标的技术瓶颈。本专利技术制备工艺简单，利用低成本技术实现对磷酸副产物的高效选择性吸附，提高亚磷酸晶体产品的质量等级和市场竞 争力。本专利技术是通过以下技术方案实现的-本专利技术所涉及的亚磷酸提纯用分子筛基复合材料，包括可吸附磷酸根的金属阳离子和ZSM系列沸石分子筛，可吸附磷酸根的金属阳离子通过离子交换和焙烧 技术负载到ZSM系列沸石分子筛上，其中金属阳离子的重量百分比为2-8%， ZSM 系列沸石分子筛的重量百分比为92-98%。ZSM沸石分子筛是美国Mobil公司60年代开发的系列高硅沸石分子筛，是一种 典型的人工合成沸石分子筛,具有良好的机械强度及耐高温、耐酸碱性能，最主要 的用途是用作石油炼制过程中催化裂解和催化重整中的催化剂，此外，作为多孔 性材料，ZSM沸石分子筛也有被用作吸附材料以及离子交换材料。所述的金属阳离子是能与磷酸根发生沉淀或络合反应的锌离子、镁离子和锰 离子中的一种。本专利技术所涉及的，具体为将金属离子对应的硝酸盐溶液(溶液的重量百分比浓度为20-40%)与ZSM系列沸石 分子筛在90-98T条件下通过回流法进行离子交换，反应时间为2-6小时，连续 2-4次，而后将所得离子交换分子筛过滤、洗涤、干燥、350-450T条件下焙烧3-5 小时。本专利技术具备以下优点和积极作用1.使用简单回流法、离子交换和焙烧技术， 制备方法简单、灵活。2.使用原料易得、制备技术简便，制备成本低。3.分子筛 基复合材料具有选择吸附性，且不引入离子杂质。4.分子筛基复合材料可再生， 降低了生产和使用成本。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限 于下述的实施例。本专利技术中所述的ZSM系列沸石分子筛包含ZSM-5， ZSM-11， ZSM_12， ZSM-35 等，以下实施例中以ZSM-5分子筛、ZSM-ll分子筛进行说明，其他的类型一样适 用。实施例l称取ZSM-5分子筛5g，加入到160ml 20% Mn(N03)2溶液中，95。C下搅拌反应 4h进行离子交换，然后将反应液进行固液分离。所得固体经水洗后继续进行同样 的第二次和第三次的离子交换反应，反应结束后将分子筛进行过滤、洗涤、干燥、 350°C条件下焙烧5小时。实施例2称取ZSM-11分子筛5g，加入到160ml 30% Mg(N0》2溶液中，98。C下搅拌反 应6h进行离子交换，然后将反应液进行固液分离。所得固体经水洗后继续进行同 样的第二次的离子交换反应，反应结束后将分子筛进行过滤、洗涤、干燥、400°C 条件下焙烧4小时。实施例3称取ZSM-5分子筛10g，加入到300ml 40% Zn(N0》2溶液中，9(TC下搅拌反 应2h进行离子交换，然后将反应液进行固液分离。所得固体经水洗后继续进行同 样的第二次、第三次和第四次的离子交换反应，反应结束后将分子筛进行过滤、 洗涤、干燥、450T条件下焙烧3小时。实施例1_3亚磷酸提纯效能结果如下分别称取实施例卜3所制备得到的分子筛基复合材料5g，待处理亚磷酸循环 母液(磷酸根含量为战)lg,在室温下分别搅拌混合30分钟，过滤，进行元素分 析和国标浊度测试，结果表明，实施例1制备得到的分子筛基复合材料可使亚磷 酸循环母液中的磷酸根含量由4%降至2. 6%，实施例2制备得到的分子筛基复合材 料可使亚磷酸循环母液中的磷酸根含量由4%降至2%，实施例3制备得到的分子筛基复合材料可使亚磷酸循环母液中的磷酸根含量由4%降至1%。由此可见，本专利技术 制备的亚磷酸提纯用分子筛基复合材料，可实现对亚磷酸母液中磷酸副产物含量 的大幅度降低，从而可提高亚磷酸晶体产品的纯度和质量等级。权利要求1、一种亚磷酸提纯用分子筛基复合材料，其特征在于，包括可吸附磷酸根的金属阳离子、ZSM系列沸石分子筛，可吸附磷酸根的金属阳离子通过离子交换和焙烧技术负载到ZSM系列沸石分子筛上，其中金属阳离子的重量百分比为2-8％，ZSM系列沸石分子筛的重量百分比为92-98％。2、 根据权利要求1所述的亚磷酸提纯用分子筛基复合材料，其特征是，所述 金属阳离子是锌离子、镁离子和锰离子中的一种。3、 一种如权利要求1所述的， 其特征在于:将金属离子对应的硝酸盐溶液与ZSM系列沸石分子筛在90-98°C条件 下通过回流法进行离子交换，而后将所得离子交换分子筛过滤、洗涤、干燥、 350-450°C条件下焙烧，得到亚磷酸提纯用分子筛基复合材料。4、 根据权利要求3所述的， 其特征是，所述金属离子对应的硝酸盐溶液，其重量百分比浓度为20-40%。5、 根据权利要求3所述的， 其特征是，所述离子交换反应时间为2-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚磷酸提纯用分子筛基复合材料，其特征在于，包括可吸附磷酸根的金属阳离子、ＺＳＭ系列沸石分子筛，可吸附磷酸根的金属阳离子通过离子交换和焙烧技术负载到ＺＳＭ系列沸石分子筛上，其中金属阳离子的重量百分比为２－８％，ＺＳＭ系列沸石分子筛的重量百分比为９２－９８％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔秀颖，张雷，孙康，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]