專利名稱：采用凹凸棒石粘土合成a型分子篩的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用凹凸棒石粘土制備A型分子篩的方法。
背景技術(shù)：
中國(guó)是世界主要的凹凸棒粘土主要的蘊(yùn)藏國(guó)和生產(chǎn)國(guó)，其主要成分硅鋁酸 鹽。分子篩是一種結(jié)晶態(tài)的硅鋁酸鹽，其空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)由硅氧四面體單元[SiO4]和 鋁氧四面體[Aio4]單元交錯(cuò)排列而成，其結(jié)構(gòu)與NaCl很相似，其化學(xué)組程通式為 Na2O Al2O3 2Si02 5H20，屬于立方晶系。由于其均勻孔徑和大面積，在結(jié)構(gòu)中存在大 量水分子和陽(yáng)離子，這種構(gòu)造特點(diǎn)使分子篩具有選擇吸附、催化和離子交換三大特性。因此 廣泛應(yīng)用于石油、化學(xué)、冶金等行業(yè)。目前生產(chǎn)4A型分子篩的方法有化學(xué)原料制備法(即 全合成法)和用粘土制備法(即半合成法)。Hewell等人首先利用高嶺土合成了 4A分子 篩，隨后以天然礦物為原料合成4A分子篩的方法受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視，先后利用 硅藻土、珍珠巖、鋁土礦、膨潤(rùn)土等天然物質(zhì)成功合成了 4A分子篩，但國(guó)內(nèi)未見將凹凸棒石 粘土礦用于4A分子篩的合成研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用凹凸棒石粘土合成A型分子篩的方法。本發(fā)明是采用凹凸棒石粘土合成A型分子篩的方法，其步驟為(1)選用或含鐵在5%以下的凹凸棒石粘土，其凹凸棒粘土礦中硅含量為40 70%，鋁的含量為6 18% ；選用含量為95%以上的鋁酸鈉，含量為95%以上的氫氧化鈉；(2)按摩爾比Na2O Al2O3 SiO2 H2O為3 1 2 185選配將上述凹凸棒 石粘土，將其加入到4mol/L的NaOH溶液中，攪拌10 20分鐘至全部溶解，將溶液均分置 于兩個(gè)容器中，分別標(biāo)為1號(hào)容器、2號(hào)容器；(3)將含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號(hào)容器中，在80 90°C的溫度下勻 速攪拌1小時(shí)；(4)在2號(hào)容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號(hào)容器中，在30°C 40°C溫度下攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后在90 100°C的溫度下晶化3. 5小時(shí)，晶化結(jié)束，冷卻至室溫；(5)將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產(chǎn)物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內(nèi)在80 110°C溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩?；蛘?1)將含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土粉碎，過120目篩，與碳酸鈉以質(zhì)量比為 1 1.2混合，放入高溫焙燒裝置中在800°C的溫度下進(jìn)行焙燒，時(shí)間持續(xù)1小時(shí)；(2)將鋁酸鈉溶解于水中，在30°C 40°C溫度下攪拌30分鐘；(3)將焙燒后的物料裝入容器中，加入鋁酸鈉溶液，在60°C溫度下攪拌，形成凝 膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后升溫至90°C 100°C進(jìn)行晶化，時(shí)間持續(xù)6 8小時(shí)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7 8為止，放入烘箱內(nèi)在80 110°C溫度下進(jìn)行干燥，即得A型分子篩。
具體實(shí)施例方式下面是進(jìn)一說明本發(fā)明的具體實(shí)施例，分為水熱合成和用高溫焙燒使之轉(zhuǎn)化為無(wú)定形物質(zhì)，再進(jìn)行水熱合成兩部分。實(shí)施例1-1 (1)選用或含鐵在5%以下的凹凸棒石粘土 ；(2)按摩爾比Na2O Al2O3 SiO2 H2O為3 1 2 185選配上述凹凸棒石 粘土，將其加入到3L4mol/L的NaOH溶液中，攪拌10 20分鐘至全部溶解，將溶液均分置 于兩個(gè)容器中，分別標(biāo)為1號(hào)容器、2號(hào)容器；(3)將125g含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號(hào)容器中，在80 90°C的溫度 下勻速攪拌1小時(shí)；(4)在2號(hào)容器中加入117g鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號(hào)容器中，在30°C 溫度下攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后在90°C的溫度下 晶化3. 5小時(shí)，晶化結(jié)束，冷卻至室溫；(5)將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產(chǎn)物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內(nèi)在80°C溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩。實(shí)施例1-2 (1)選用或含鐵在5%以下的凹凸棒石粘土，按摩爾比Na2O Al2O3 SiO2 H2O 為3 1 2 185選配上述凹凸棒石粘土，將其加入到1.5L4mol/L的NaOH溶液中，攪拌 10 20分鐘至全部溶解，將溶液均分置于兩個(gè)容器中，分別標(biāo)為1號(hào)容器、2號(hào)容器；(2)將125g含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號(hào)容器中，在90°C的溫度下勻 速攪拌1小時(shí)；(3)在2號(hào)容器中加入58. 5g解至澄清，然后快速倒入1號(hào)容器中，在40°C溫度下 攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后在100°C的溫度下晶化 3. 5小時(shí)，晶化結(jié)束，冷卻至室溫；(4)將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產(chǎn)物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內(nèi)在110°C溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩。實(shí)施例2-1 (1)選用或含鐵在5%以下的凹凸棒石粘土，按摩爾比Na2O Al2O3 SiO2 H2O 為3 1 2 185選配上述凹凸棒石粘土，具體組分為含Si42. ;A16. 2% ;Ca35% ； Fe5. 68%，將其粉碎，過120目篩，將200克凹凸棒粘土與240克碳酸鈉混合，放入馬沸爐中 在800°C的溫度下進(jìn)行焙燒，時(shí)間持續(xù)1小時(shí)；(2)將300克的鋁酸鈉溶解于水中，在40°C的溫度下攪拌30分鐘；(3)將焙燒后的物料裝入容器中，加入鋁酸鈉溶液，在60°C的溫度下攪拌，形成凝 膠，置于烘箱中，進(jìn)行密封，然后升溫至90°C下進(jìn)行晶化，時(shí)間持續(xù)6小時(shí)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7為止，放入烘箱內(nèi)在80°C的溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩。實(shí)施例2-2 (1)選用或含鐵在5%以下的凹凸棒石粘土，按摩爾比Na2O Al2O3 SiO2 H2O 為3 1 2 185選配上述凹凸棒石粘土，具體組分為含Si 51.8% ；Al 16.0% ；Ca 1. 585% ；Fe 5. 46%，將其粉碎，過120目，將200克凹凸棒粘土與240克碳酸鈉混合，放入 馬沸爐中在800°C下焙燒1小時(shí)。(2)將162克的鋁酸鈉溶解于少量的水中，在40°C下攪拌30分鐘；(3)焙燒后的物料裝入容器中，加入溶解后的鋁酸鈉溶液，在60°C的溫度下攪拌， 形成凝膠，置于恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后升溫至100°c的溫度下進(jìn)行晶化，時(shí)間持續(xù)8 小時(shí)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為8為止，放入烘箱內(nèi)在110°C的溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩。
權(quán)利要求
采用凹凸棒石粘土合成A型分子篩的方法，其步驟為(1)選用或含鐵在5％以下的凹凸棒石粘土，其凹凸棒粘土礦中硅含量為40～70％，鋁的含量為6～18％；選用含量為95％以上的鋁酸鈉，含量為95％以上的氫氧化鈉；(2)按摩爾比Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O為3∶1∶2∶185選配上述凹凸棒石粘土，將其加入到4mol/L的NaOH溶液中，攪拌10～20分鐘至全部溶解，將溶液均分置于兩個(gè)容器中，分別標(biāo)為1號(hào)容器、2號(hào)容器；(3)將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土裝入1號(hào)容器中，在80～90℃的溫度下勻速攪拌1小時(shí)；(4)在2號(hào)容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號(hào)容器中，在30℃～40℃溫度下攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后在90～100℃的溫度下晶化3.5小時(shí)，晶化結(jié)束，冷卻至室溫；(5)將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產(chǎn)物洗滌到PH小于9，放入烘箱內(nèi)在80～110℃溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩?；蛘?1)將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土粉碎，過120目篩，與碳酸鈉以質(zhì)量比為1∶1.2混合，放入高溫焙燒裝置中在800℃的溫度下進(jìn)行焙燒，時(shí)間持續(xù)1小時(shí)；(2)將鋁酸鈉溶解于水中，在30℃～40℃溫度下攪拌30分鐘；(3)將焙燒后的物料裝入容器中，加入鋁酸鈉溶液，在60℃溫度下攪拌，形成凝膠，置于烘箱或恒溫油浴鍋中，進(jìn)行密封，然后升溫至90℃～100℃進(jìn)行晶化，時(shí)間持續(xù)6～8小時(shí)；(4)反應(yīng)結(jié)束后，將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7～8為止，放入烘箱內(nèi)在80～110℃溫度下進(jìn)行干燥，即得A型分子篩。
全文摘要
采用凹凸棒石粘土合成A型分子篩的方法，選用或含鐵在5％以下的凹凸棒石粘土，按摩爾比Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O為3∶1∶2∶185選配上述凹凸棒石粘土，將其加入到4mol/L的NaOH溶液中，將溶液均分置于兩個(gè)容器中，分別標(biāo)為1號(hào)容器、2號(hào)容器；將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土裝入1號(hào)容器中，在80～90℃的溫度下勻速攪拌1小時(shí)；在2號(hào)容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號(hào)容器中，在30℃～40℃溫度下攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱中，進(jìn)行密封，然后在90～100℃的溫度下晶化3.5小時(shí)，將結(jié)晶固體產(chǎn)物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產(chǎn)物洗滌到pH小于9，在80～110℃溫度下進(jìn)行干燥，時(shí)間超過12小時(shí)，即得A型分子篩。
文檔編號(hào)C01B39/18GK101817539SQ20091002171
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月14日
發(fā)明者俞樹榮, 葉啟智, 王繼紅, 王青寧, 田靜 申請(qǐng)人:蘭州理工大學(xué)