本发明专利技术公开了一种合成具有核壳结构的P型沸石分子筛的方法。包括如下步骤：首先将铝源在氢氧化钠溶液中溶解，加入硅源后室温强磁力搅拌分散一段时间，分散均匀的硅源和铝源溶液在室温条件下混合成胶，加入水硅钠石（Kanemite）或水羟硅钠石（Kenyaite）层状硅酸盐作为晶种，室温强磁力搅拌混合均匀后，转移到反应晶化釜中，在80～130℃晶化反应0.5～3天，经常规的抽滤、洗涤、干燥后得固体产物。本发明专利技术的合成方法的特点是不使用P型沸石分子筛作为晶种，直接使用来源广泛、廉价易得的无机层状前驱体作为晶种直接合成具有核壳结构的P型沸石分子筛，所制备产品的结晶度和纯度高，初级晶粒尺寸以及形貌可控，成本低，环境污染小，便于工业上大规模生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及沸石分子筛的合成，具体地说是ー种具有核壳结构的P型沸石分子筛的合成方法。
技术介绍
微孔分子筛具有均匀的孔道结构、适宜的酸性以及良好的水热稳定性，在化工、石油化工、气体分离、洗涤以及印染等行业引起了广泛的研究兴趣。目前对于P型沸石分子筛的应用研究主要在洗涤行业，作为洗涤助剂，P型沸石具有比4A型沸石更加优良的钙镁离子交換性能。另外，由于具有较小的颗粒尺寸(通常小于I. O微米)，离子交換的速度也更快，避免了洗涤过程中活性物质与金属离子的迅速结合，使得去污能力持久，且在使用过程中无需加入任何抗沉淀剂。因此，P型沸石被认为是理想的4A沸石替代产品。沸石P型系列可以是立方构型，也可以是四方构型存在的合成沸石相，但不限于这些形式，沸石的结构和特征可见Donald W Breck的“沸石分子筛”。沸石P类具有以下典型的氧化物通式M2/n · Al2O3 · (I. 8-5. 00) SiO2 · 5H20。当前P型沸石的合成主要通过水热合成策略来实现的。如中国专利CN102107884 A中报道了直接使用天然矿物高岭土作为硅源，通过补加硅或者铝就可以直接合成P型沸石。但是该合成策略需要较长的晶化时间，另外由于天然矿物中杂质存在，导致合成的最终产品纯度不高。最近，为了缩短晶化时间，中国专利CN101428815A报道利用微波法合成P型沸石的新方法，极大的缩短了晶化时间，合成了高质量的P型沸石，但是微波法不利于エ业化，限制了其大規模生产。使用P型沸石作为成核的促进剂可以极大缩短晶化时间，并且提高产品的结晶度，为当前最为常用的合成策略(欧洲专利EP-A-565364和中国专利CN1321891C)。但是合成颗粒的尺寸通常大于I. O微米，不利于钙镁粒子的扩散和交換。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种具有核壳结构的P型沸石分子筛的合成方法，以无机层状硅酸盐水硅钠石(Kanemite)或水羟硅钠石(Kenyaite)作为晶种，在一定温度下进行晶化得到具有核壳结构的P型沸石分子筛。该方法具有合成原料廉价易得、生产成本低、产量高、エ艺操作简单、环境友好等优点。本专利技术所合成的P沸石具有均一的核壳结构、初级纳米晶粒尺寸和形貌可控、晶化时间短以及结晶度和纯度闻等优点。本专利技术的目的是这样实现的 ー种具有核壳结构的P型沸石分子筛的制备方法，该方法包括以下具体步骤 (1)将去离子水、氢氧化钠和铝源均匀混合，室温下磁力搅拌至清液，然后将硅源加入到该溶液中继续强磁力搅拌I 3小吋；所用的物料摩尔比SiO2 Al2O3=I 10，Na2O SiO2 =0. 18 O. 5, H2O SiO2 =10 80 ； (2)以无机层状前驱体作为晶种加入到上述混合溶液中，在室温下继续搅拌O.5 3小时，然后在80 130°C晶化反应O. 5 3天；(3)晶化结束后固体产物直接抽滤分离、水洗涤至接近中性，80°C下烘干24小时，得到具有核壳结构的P型沸石分子筛；其中 所述的无机层状前驱体为水硅钠石(Kanemite)或水羟硅钠石(Kenyaite)，晶种的加入量为反应物原料混合物总重量的O. I 10 % ； 所述的硅源选自白炭黑(发烟硅胶)、硅溶胶溶液、青岛硅胶、柱层析硅胶、粉末状的硅胶G或水玻璃中的ー种； 所述的铝源选自硝酸铝、偏铝酸钠、氯化铝、硫酸铝、异丙醇铝、氢氧化铝或拟薄水铝石中的ー种； 所述的在晶化前添加无机层状前驱体作为晶种，晶种加入量为原料混合物总重量(硅铝凝胶混合物总重量)的O. I 10 %，优选O. 5 8. O % ； 按照本专利技术公开的方法，可以通过调节合成体系加入晶种的种类和量、碱度、水量、硅源和铝源、晶化温度和时间调节P沸石的核壳结构、硅铝比、粒径以及晶粒的形貌。利用X射线衍射技术分析其物相结构、晶粒大小及结晶度，用SEM扫描电镜观测其形貌和晶粒大小。本专利技术直接采用来源广泛、价格低廉的无机层状前驱体作为晶种，通过调变合成条件，合成具有核壳结构的P型沸石分子筛。本合成方法得到P型沸石具有均一的核壳结构、新颖的晶体形貌，与常规水热法合成规整的晶粒形貌完全不同，样品具有50 200nm粒径不等的立方或不规则形状的晶粒及由其堆积而成的I 5 μ m核壳的结构形貌，且存在丰富的二次堆积孔，具有较大的表面积(57.9 m2/g)和孔容(O. 19 ml/g)。本专利技术的具有核壳结构的P型沸石分子筛的合成方法，与现有技术相比具有如下特点不使用P型分子筛作为晶种，使用来源广泛、廉价易得的无机层状前驱体作为晶种。层状硅酸盐晶种的引入，起作“模板剤”、“导向剂”的作用，促进了 P型沸石分子筛的形成；另ー方面，无机层状前驱体晶种的加入，使反应混合物能从凝胶状态迅速达到饱和状态，有利于大量P沸石晶核迅速形成，大大缩短了晶化时间，产生的大量晶核快速生长形成初级晶粒，初级晶粒通过团聚生长最重得到了具有核壳结构的P型沸石。由于其所具备的特殊核壳结构以及丰富的晶间堆积孔，当前合成的P型沸石不仅可以作为清洗剂的助剂，也可以作为优良的催化剂载体，在催化、吸附以及分离等领域发挥重要作用。附图说明图I为本专利技术合成得到的具有核壳结构的P型沸石分子筛的X射线粉末衍射图谱； 图2为本专利技术合成得到的具有核壳结构的P型沸石分子筛的扫描电镜(SEM) 图3为本专利技术合成得到的具有核壳结构的P型沸石分子筛的透射电镜(TEM) 图4为本专利技术合成得到的具有核壳结构的P型沸石分子筛的N2吸附脱附曲线图。具体实施例方式下面通过实施例对本专利技术作进ー步说明，其目的仅在于更好的理解本专利技术的研究内容而非限制本专利技术的保护范围。实施例I 将6. 3g NaOH加入到含有80 ml去离子水，搅拌至澄清溶液，将4. 6 g偏铝酸钠加入到上述溶液中，室温继续搅拌至固体全部溶解。将13.8 g发烟硅胶加入到上述混合溶液中，继续强磁力搅拌I小吋，然后将I. 8 g层状水硅钠石层状硅酸盐作为晶种加入到反应体系中，加完后继续搅拌O. 5小吋，最后将混合物放入聚四氟こ烯衬里的不锈钢晶化釜中，密闭后在130で烘箱中晶化24小吋，经常规的抽滤、洗涤、干燥后得固体产物。该混合物初始溶胶的摩尔组成为SiO2 Al2O3=IO, Na2O SiO2 =0. 46，H2O SiO2 =18。固体产物经X-射线分析为P型沸石，最终得到的为500 nm具有核壳结构的P型沸石，壳层结构为50 100 nm的初级纳米晶粒团聚生长形成的，X射线衍射、SEM、TEM以及N2吸附表征结果如图I、图2、图3和图4。实施例2 除用柱层析硅胶代替实施例I中的发烟硅胶作为硅源外，其它制备条件均与实施例I相同。 固体产物经X-射线和SEM分析为具有核壳结构的P型沸石分子筛。 实施例3 除用青岛硅胶代替实施例I中的发烟硅胶作为硅源外，其它制备条件均与实施例I相同。固体产物经X-射线和SEM分析为具有核壳结构的P型沸石分子筛。权利要求1.一种具有核壳结构的P型沸石分子筛的制备方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤 (1)将去离子水、氢氧化钠和铝源均匀混合，室温下磁力搅拌至清液，然后将硅源加入到该溶液中继续强磁力搅拌I 3小时；其物料的摩尔组成为SiO2 Al2O3=I 10 ；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，徐浪浪，吴海虹，蒋金刚，马晓静，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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