半固相合成Ａ分子筛的方法技术

本发明专利技术涉及分子筛制备方法，旨在提供一种半固相合成Ａ分子筛的方法。该方法具体为：将水玻璃与铝酸钠固体直接混合，使发生晶化反应。通过本发明专利技术，可以只使用初级工业原料而不添加额外的水源、碱源来合成质量较好的Ａ分子筛。该合成方法操作简单，成本较低，并且节能减排，有巨大的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分子筛制备方法，特别涉及一种以初级原料直接半固相合成A分子筛 的方法。
技术介绍
分子筛由于其特有的孔道特征，亚纳米级的孔口尺寸，较高的比表面积，良好的离 子交换性能，较好的热稳定性及水热稳定性，作为选择性吸附/分离剂和离子交换材料被 广泛的应用于石油、化工、环保等诸多领域中。其中A沸石作为最典型的分子筛，是人们研 究较早，关注较多，工业应用较广泛的一种材料。A分子筛在结构上是由硅氧四面体与铝氧 四面体严格一比一交替构成的一种具有八元环孔道的立方晶体结构。由于常见的钠型的A 分子筛的八元环孔道的自由直径为4. 12A，故称其为4A分子筛。4A分子筛具有极其广泛的 工业应用。首先，4A分子筛可以作为洗涤助剂，将水中的钙镁离子等交换，防止洗涤剂中的 活性成分失活，也是防止洗涤用水污染江河湖海的重要绿色环保产品。另外，该分子筛可以 吸附分子直径小于4A的分子，如水分子等，可以较好的对空气、有机溶剂、石油及其它工业 原料进行深度干燥，广泛的应用于化学、化工及现代生活。随着分子筛膜工艺研究的不断深 入，4A分子筛对气体的分离作用也得到了良好的发挥。并且4A分子筛还是制备3A，5A分子 筛的原料。4A分子筛的多功能性使其应用不断地得到扩展。现有的分子筛合成工艺多为硅源溶液与铝源溶液经过搅拌，成胶，水热反应，洗涤 几个步骤完成。该生产工艺对水的需求量大，首先大量的水作为原料使得硅源铝源充分水 解，在水热反应的生长过程中作为溶剂，并且在产品的洗涤过程中需要消耗大量的水来得 到最终产品。工业废水的处理也是一个比较困扰的问题。如果能够最大程度的减少生产工 艺中水的使用量，不仅能够节约成本，更是一种绿色环保的好方法。对于工业生产，每节约一个环节就意味着巨大的生产效益，因此更简易的合成途 径也是4A分子筛生产工艺探索中所追求的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种利用初级工业原 料不再额外添加水，也不需要额外加入碱源，半固相直接快速合成A分子筛的方法。为解决技术问题，本专利技术提供的半固相合成A分子筛的方法为以水玻璃作为硅 源、铝酸钠作为铝源，不额外加水或任何物料如碱源等，将二者直接混合。具体为提供一种半固相合成A分子筛的方法，是将水玻璃与铝酸钠固体直接混合，使发 生晶化反应。本专利技术中，所述各反应原料的添加量应使晶化反应时各成分的摩尔配比是: Na2O Al2O3 SiO2 H2O 为 2. 0 1 2 23 29。本专利技术中，控制晶化反应的温度为60 100°C。本专利技术中，控制晶化反应的时间为3 8小时。本专利技术中，晶化反应后，将得到的产品洗涤、抽滤，并在80°C干燥20小时以上。本专利技术的有益效果在于通过本专利技术，可以只使用初级工业原料而不添加额外的水源、碱源来合成质量较 好的A分子筛。该合成方法操作简单，成本较低，并且节能减排，有巨大的工业应用前景。附图说明图1实施侈1产品的低倍(a)，高倍(b)SEM 图片。图2实施侈1产品的XRD谱图。图3实施侈2产品的XRD谱图。图4实施侈2产品的低倍(a)，高倍(b)SEM 图片。图5实施侈3产品的低倍(a)，高倍(b)SEM 图片。图6实施侈3产品的XRD谱图。图7实施侈4产品的XRD谱图。图8实施侈4产品的低倍(a)，高倍(b)SEM 图片。图9实施侈5产品的低倍(a)，高倍(b)SEM 图片。图10实施列5产品的XRD谱图。图11实施列6产品的XRD谱图。图12实施列6产品的低倍(a)，高倍(b) SEM图片具体实施例方式具体实施例中使用到的原料如下水玻璃⑴长岭水玻璃长岭炼油厂生产，其中氧化硅含量为253. 8g/L ；(2)青岛水玻璃青岛奥盛化学公司，其中氧化硅含量为315. 5g/L ；铝酸钠国药集团化学试剂有限公司生产。实施例1 将2. 36克铝酸钠固体与4. 8毫升长岭水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 23，将凝胶装入反应容器中，在80°C进行反应4小时，将得到的产品洗涤，抽 滤，并在80度干燥20小时以上得到最终的产品。附图1为产品的扫描电镜照片，电镜照片表明得到的产品为粒径大约SOOnm左右 的立方晶体。附图2为产品的XRD表征结果，可以看到产品为典型的LTA结构，并且具有很高的结晶度。实施例2 将2. 36克铝酸钠固体与4. 8毫升长岭水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 26，将凝胶装入反应容器中，在60°C进行反应6小时，将得到的产品洗涤，抽 滤，并在80度干燥20小时以上得到最终的产品。附图3为产品的XRD表征结果，由XRD特征峰可知该产品为LTA纯相。附图4为产品的扫描电镜照片，从电镜表征结果可知产品为结晶度很高的纯相。 样品形貌为600-800nm左右的立方晶体。实施例3 将2. 36克铝酸钠固体与4. 8毫升长岭水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 29，将凝胶装入反应容器中，在100°C进行反应3小时，将得到的产品洗涤， 抽滤，并在80度干燥20小时以上得到最终的产品。附图5为产品的扫描电镜照片，从电镜表征结果可知产品为结晶度很高的纯相。 样品形貌为400nm左右的立方晶体。 附图6为产品的XRD表征结果，由XRD特征峰可知该产品为LTA纯相。实施例4 将2. 36克铝酸钠固体与3. 8毫升青岛水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 23，将凝胶装入反应容器中，在60°C进行反应8小时，将得到的产品洗涤，抽 滤，并在80度干燥20小时以上得到最终的产品。附图7为产品的XRD表征结果，由XRD特征峰可知该产品为LTA纯相。附图8为产品的扫描电镜照片，从电镜表征结果可知产品为结晶度很高的纯相。 样品形貌为300nm左右的立方晶体。实施例5 将2. 36克铝酸钠固体与3. 8毫升青岛水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 23，将凝胶装入反应容器中，在80°C进行反应4小时，将得到的产品洗涤，抽 滤，并在80度干燥20小时以上得到最终的产品。附图9为产品的扫描电镜照片，从电镜表征结果可知产品为结晶度很高的纯相。 样品形貌为300-400nm左右的立方晶体。附图10为产品的XRD表征结果，由XRD特征峰可知该产品为LTA纯相。实施例6 将2. 36克铝酸钠固体与3. 8毫升青岛水玻璃溶液混合，机械搅拌约十五分 钟，混合后得到固态凝胶，该凝胶体系的化学配比如下=Nii2O Al2O3 SiO2 H2O为 2.0 1 2 23，将凝胶装入反应容器中，在100°C进行反应4小时，将得到的产品洗涤， 抽滤，并在本文档来自技高网...

【技术保护点】
半固相合成Ａ分子筛的方法，其特征在于，是将水玻璃与铝酸钠固体直接混合，使发生晶化反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖丰收，任利敏，杨承广，朱龙凤，孟祥举，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[]