一種形態高度規則的a型沸石分子篩的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于分子篩吸附材料技術領域，涉及一種形態高度規則的A型沸石的制備方法。
技術背景
[0002]A型沸石分子篩是最早被人工合成的沸石分子篩之一，其分子式為Na96 [ (AlO2) 96(S12)96].216Η20。A型沸石分子篩是具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物，由硅氧四面體和鋁氧四面體構成三維網絡，具有均勻有序的孔道結構、以及良好的離子交換特性，被廣泛用作洗滌助劑、吸附劑以及金屬離子的載體等。
[0003]水熱晶化法是合成A型沸石分子篩分子篩的常規方法，主要分為添加有機胺模板劑和不添加模板劑兩種方法。
[0004]在沒有使用模板劑的情況下，向鋁源已溶解的溶液中滴加硅源，再進行水熱晶化，通過對化學元素摩爾比、反應時間和溫度的控制，可以制備出粒徑在50nm以內的A型分子篩。
[0005]利用有機胺(TMAOH)為模板劑，采用分步法，先將鋁源和硅源溶解，再混合晶化制備出10nm左右的A型沸石晶體，并用于沸石薄膜的制備。
[0006]然而，現有方法合成的A型沸石分子篩普遍具有形貌不規則、粒徑分布不均勻、結晶度不夠高等缺點，對其后期應用產生了很大的影響，并且合成周期長，制作工藝復雜。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于解決A型沸石分子篩形貌不規則、粒徑分布不均勻的問題，而提出的一種低成本、操作簡單的方法來高效地合成形態高度規則的A型沸石分子篩的方法。
[0008]經過長期的研宄，發明人發現將硅酸鈉與偏鋁酸鈉按照一個最佳的摩爾比分別溶解在適量的去離子水中，將兩者攪拌混合均勻后，混合物經室溫靜置陳化、晶化后，將產物洗滌干燥，即得形貌均一、粒徑較小的A型沸石分子篩。
[0009]本發明的目的是通過以下所述的技術方案實現的，具體步驟如下:
(a).將硅酸鈉溶解在去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液A;
(b).將偏鋁酸鈉溶解在與步驟a相同體積的去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液B，上述原料的摩爾比為硅酸鈉:偏鋁酸鈉=1:1.14;
(c).將B溶液加入A中，繼續攪拌，混合完全后得到初始反應液；
(d).將反應初始液放入水熱反應釜中，經過室溫靜置陳化8-16h，100C晶化4-12h，洗滌，干燥即得產品。
[0010]根據上述方法制備出的A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為:n(Na2O):n(S12):n(Al2O3):n(H2O) =2.75:1.75:1: (160-210) ο
[0011]本發明與現有技術相比具有以下的有益效果: 本發明的方法采用室溫靜置陳化，可實現合成高結晶度、形態高度規則的A型沸石分子篩，該制備方法簡單，成本低廉，制得的A型沸石分子篩的特征是粒徑可以達到5-7微米，分布均勻，形貌為高度規則的標準立方體。
【附圖說明】
[0012]附圖1為A型沸石樣品1、樣品2、樣品3的XRD譜圖比較附圖2為實施例1中A型沸石樣品I的SEM圖
附圖3為實施例2中A型沸石樣品2的SEM圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體的實施例對本發明作進一步說明:
實施例1:
將7.460g九水合硅酸鈉溶解在24mL去離子水中，2.459g偏鋁酸鈉溶解在25mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續攪拌約1min,形成初始反應液。將初始反應液轉入50mL帶聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中，室溫靜置陳化16h后，于100°C靜置晶化4h，自然冷卻至室溫。產物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品I。
[0014]從對比例和實施例1的XRD圖中可以看出:樣品3沒有A型沸石的特征峰，因此適當的陳化有利于形成形態均一的晶體。
[0015]實施例2:
將3.730g九水合硅酸鈉溶解在12mL去離子水中，1.230g偏鋁酸鈉溶解在12mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續攪拌約1min,形成初始反應液。將初始反應液轉入50mL帶聚四氟乙烯內襯的不銹鋼高壓釜中，室溫靜置陳化8h后，于100°C靜置晶化12h，自然冷卻至室溫。產物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品2。
[0016]對比例:
將7.460g九水合硅酸鈉溶解在24mL去離子水中，2.459g偏鋁酸鈉溶解在25mL去離子水中，分別攪拌至完全溶解。接著，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中，繼續攪拌約1min，形成初始反應液。將初始反應液轉入50mL帶聚四氟乙稀內襯的不銹鋼高壓Il中，未經室溫陳化，于100°C靜置晶化16h，自然冷卻至室溫。產物用去離子水多次洗滌，60°C干燥12h，得到A型沸石樣品3。
【主權項】
1.一種形態高度規則的A型沸石分子篩的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (a).將硅酸鈉溶解在去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液A; (b).將偏鋁酸鈉溶解在與步驟a相同體積的去離子水中，攪拌至完全溶解配制得溶液B，上述原料的摩爾比為硅酸鈉:偏鋁酸鈉=1:1.14; (c).將B溶液加入A中，繼續攪拌，混合完全后得到初始反應液； (d).將反應初始液放入水熱反應釜中，經過室溫靜置陳化8-16h，100C晶化4-12h，洗滌，干燥即得產品。
2.根據權利要求1所述的一種形態高度規則的A型沸石分子篩的制備方法，其特征在于，制備出的A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為:n(Na20):n(S12):n(Al2O3):n(H20) =2.75:1.75:1: (160-210)。
【專利摘要】本發明公開了一種形態高度規則的A型沸石分子篩的制備方法，該方法是將硅酸鈉與偏鋁酸鈉按照摩爾比：1:1.14分別溶解在相同體積的去離子水中；攪拌至混合均勻后，將偏鋁酸鈉溶液加入到硅酸鈉溶液中繼續攪拌；上述混合物經室溫靜置陳化8-16h，100℃晶化4-12h，洗滌，干燥，即得產品。該制備方法簡單，成本低廉，制得的A型沸石分子篩的特征是粒徑可以達到5-7微米，分布均勻，形貌為高度規則的標準立方體。本發明A型沸石分子篩其中各氧化物的摩爾比為：n(Na2O)：n(SiO2)：n(Al2O3)：n(H2O)=2.75:1.75:1:(160~210)。
【IPC分類】C01B39-14
【公開號】CN104528762
【申請號】CN201410777283
【發明人】周忠福, 王丹, 王敬峰, 孫清清, 王清露
【申請人】上海大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月17日