一種原位合成小尺寸摻釹y型沸石的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法。該方法是利用水熱合成的方法，將含釹化合物添加至反應物中，原位合成含釹元素的Y型沸石分子篩。該方法不僅優(yōu)化了傳統(tǒng)兩步合成摻釹Y型沸石的復雜工藝，而且其顆粒尺寸比通過傳統(tǒng)方法得到的產(chǎn)品減小10倍。該制備方法工藝簡單，成本低廉，產(chǎn)品性能優(yōu)異，適合批量生產(chǎn)。
【專利說明】一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于沸石材料合成領域，涉及一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法。

【背景技術】
[0002]沸石分子篩是一種架狀構造的含水鋁硅酸鹽礦物，具有多孔性、篩分性、離子交換性、耐酸性及對水的強結合性等特性，因此廣泛應用于工業(yè)催化、吸附、分離等過程，并且在微激光器、氣體和液體分離膜、氣體傳感器、非線性光學材料、熒光材料、低介電常數(shù)材料和防腐材料等方面具有潛在的應用前景。
[0003]作為石油催化裂化的載體和催化劑，Y型沸石目前廣泛地應用于石油催化裂化領域。利用沸石分子篩的多孔性和離子交換性，可以制備含稀土元素沸石分子篩。含稀土元素的沸石分子篩由于其高的熱穩(wěn)定性、均勻的孔道及可調控的發(fā)光等特性而具有重要的實際應用。
[0004]K.Sato 等人在((Structural changes of Y zeolites during 1n exchangetreatment: effects of Si/Al rat1 of the starting NaY))一文中提出可以通過離子交換的方法在Y型沸石中引入稀土元素Nd可以提高其熱穩(wěn)定性。專利CN1065844 A公開了一種低稀土含量超穩(wěn)Y型沸石的制備方法。該方法由NaY沸石與銨離子和稀土離子的離子交換反應、穩(wěn)定化處理、在含硅化合物存在下的酸脫沸石結構鋁、水熱處理等步驟組成。所制得的沸石具有良好的結構穩(wěn)定性和活性穩(wěn)定性。但是通過離子交換合成的摻釹沸石的顆粒尺寸較大，限制了其應用范圍。如何添加稀土元素并同時減小Y型沸石的顆粒尺寸是長久以來的一個難題。
[0005]綜上所述，目前制備摻釹Y型沸石的主要方法都分為兩個步驟，(1)利用水熱法(加上其他方法)合成Y型沸石，獲得Y型沸石粉末，(2)在水熱的條件下，通過離子交換方法，往Y型沸石籠中摻雜Nd。該類方法摻釹過程需反復多次，費時費力，制備成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，并且產(chǎn)品的顆粒尺寸較大。


【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法，是一種不同于離子交換方法的原位合成方法。通過在合成Y型沸石過程中在母液預先均勻混入含釹化合物，可以將釹離子直接引入Y型沸石籠子中。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法，包括以下步驟:
1)將氫氧化鈉，偏鋁酸鈉，硅酸鈉按照質量比為(2-3): 1: (10-15)溶于去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時；
2)將氫氧化鈉，偏鋁酸鈉，娃酸鈉，六水合硝酸釹按照質量比為1:(100-150):(1000-1500): (10-50)溶于去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液； 3)將陳化后的導向劑和母液按照質量比為1: (4-5)混合均勻后密封于聚丙乙烯水熱反應釜中，經(jīng)過晶化、洗滌、干燥即得產(chǎn)品。晶化溫度為80-110°C，晶化時間為12-24小時。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下的有益效果:
本方法制備得到的小尺寸摻釹Y型沸石，和現(xiàn)有技術相比，合成沸石粒徑減小10倍，并縮短了生產(chǎn)周期，工藝簡單，成本低廉，適用于高效生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為能量色譜儀面掃元素分布，其中白色點代表均勻分布的釹元素。
[0010]圖2為對比樣品的掃描電子顯微圖像，平均粒徑為1.8 μπι。
[0011]圖3為實施例1樣品1的掃描電子顯微照片，平均粒徑為0.18 ym，和對比樣品相比粒徑明顯減小。
[0012]圖4為實施例1樣品1的X射線衍射對比圖。其微觀結構證明產(chǎn)品為Y型沸石分子篩。

【具體實施方式】
[0013]下面結合具體的實施例對本發(fā)明作進一步說明:
對比例:
將氫氧化鈉3.08g，偏銷酸鈉1.53g，娃酸鈉15.8g溶于16ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時。
[0014]將氫氧化鈉0.08g，偏鋁酸鈉8.2g，娃酸鈉83.5g，溶于84ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液。
[0015]將陳化后的5g導向劑和20g母液混合均勾后密封于聚丙乙稀水熱反應藎中，在80°C溫度下晶化24小時后，經(jīng)過洗滌、干燥即得對比產(chǎn)品。
[0016]實施例1:
將氫氧化鈉3.08g，偏銷酸鈉1.53g，娃酸鈉15.8g溶于16ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時。
[0017]將氫氧化鈉0.08g，偏銷酸鈉8.2g，娃酸鈉83.5g，六水合硝酸釹0.83g溶于84ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液。
[0018]將陳化后的5g導向劑和20g母液混合均勾后密封于聚丙乙稀水熱反應藎中，在80°C溫度下晶化24小時后，經(jīng)過洗滌、干燥即得產(chǎn)品1。
[0019]實施例2:
將氫氧化鈉6.29g，偏鋁酸鈉2.18g，硅酸鈉32.7g溶于33ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時。
[0020]將氫氧化鈉0.15g，偏鋁酸鈉22.5g，硅酸鈉225g，六水合硝酸釹7.5溶于230ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液。
[0021]將陳化后的5g導向劑和25g母液混合均勾后密封于聚丙乙稀水熱反應藎中，在90°C溫度下晶化18小時后，經(jīng)過洗滌、干燥即得產(chǎn)品2。其微觀形貌和微觀結構與產(chǎn)品1類似。
[0022]實施例3: 將氫氧化鈉6.29g，偏鋁酸鈉2.18g，娃酸鈉21.8溶于22ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時。
[0023]將氫氧化鈉0.15g，偏鋁酸鈉15.3g，硅酸鈉225g，六水合硝酸釹6.2g溶于230ml去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液。
[0024]將陳化后的5g導向劑和20g母液混合均勾后密封于聚丙乙稀水熱反應藎中，在110°C溫度下晶化12小時后，經(jīng)過洗滌、干燥即得產(chǎn)品3。其微觀形貌和微觀結構與產(chǎn)品1類似。
【權利要求】
1.一種原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將氫氧化鈉，偏鋁酸鈉，硅酸鈉按照質量比為(2-3):1: (10-15)溶于去離子水中，混合并攪拌均勻后得到導向劑，陳化24小時； 2)將氫氧化鈉，偏鋁酸鈉，娃酸鈉，六水合硝酸釹按照質量比為1:(100-150):(1000-1500): (10-50)溶于去離子水中，混合并攪拌均勻后得到凝膠態(tài)母液； 3)將陳化后的導向劑和母液按照質量比為1: (4-5)混合均勻后密封于聚丙乙烯水熱反應釜中，經(jīng)過晶化、洗滌、干燥即得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的原位合成小尺寸摻釹Y型沸石的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中晶化溫度為80-110°C，晶化時間為12-24小時。
【文檔編號】C01B39/24GK104477938SQ201410734108
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權日:2014年12月8日
【發(fā)明者】周忠福, 宋甫, 王敬峰, 沈璐, 曾輝, 孫清清, 王清露 申請人:上海大學