專利名稱：采用凹凸棒石粘土合成a型分子篩的方法
技術領域：
本發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：
中國是世界主要的凹凸棒粘土主要的蘊藏國和生產國，其主要成分硅鋁酸 鹽。分子篩是一種結晶態的硅鋁酸鹽，其空間網絡結構由硅氧四面體單元[SiO4]和 鋁氧四面體[Aio4]單元交錯排列而成，其結構與NaCl很相似，其化學組程通式為 Na2O Al2O3 2Si02 5H20，屬于立方晶系。由于其均勻孔徑和大面積，在結構中存在大 量水分子和陽離子，這種構造特點使分子篩具有選擇吸附、催化和離子交換三大特性。因此 廣泛應用于石油、化學、冶金等行業。目前生產4A型分子篩的方法有化學原料制備法(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內外學者的廣泛重視，先后利用 硅藻土、珍珠巖、鋁土礦、膨潤土等天然物質成功合成了 4A分子篩，但國內未見將凹凸棒石 粘土礦用于4A分子篩的合成研究。
發明內容
本發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 于兩個容器中，分別標為1號容器、2號容器；(3)將含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號容器中，在80 90°C的溫度下勻 速攪拌1小時；(4)在2號容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號容器中，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，進行密封，然后在90 100°C的溫度下晶化3. 5小時，晶化結束，冷卻至室溫；(5)將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內在80 110°C溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。或者(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的溫度下進行焙燒，時間持續1小時；(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，進行密封，然后升溫至90°C 100°C進行晶化，時間持續6 8小時；(4)反應結束后，將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7 8為止，放入烘箱內在80 110°C溫度下進行干燥，即得A型分子篩。
具體實施例方式下面是進一說明本發明的具體實施例，分為水熱合成和用高溫焙燒使之轉化為無定形物質，再進行水熱合成兩部分。實施例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 于兩個容器中，分別標為1號容器、2號容器；(3)將125g含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號容器中，在80 90°C的溫度 下勻速攪拌1小時；(4)在2號容器中加入117g鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號容器中，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，進行密封，然后在90°C的溫度下 晶化3. 5小時，晶化結束，冷卻至室溫；(5)將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內在80°C溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。實施例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容器中，分別標為1號容器、2號容器；(2)將125g含鐵量在5%以下的凹凸棒粘土裝入1號容器中，在90°C的溫度下勻 速攪拌1小時；(3)在2號容器中加入58. 5g解至澄清，然后快速倒入1號容器中，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，進行密封，然后在100°C的溫度下晶化 3. 5小時，晶化結束，冷卻至室溫；(4)將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產物洗滌到PH小于 9，放入烘箱內在110°C溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。實施例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的溫度下進行焙燒，時間持續1小時；(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，進行密封，然后升溫至90°C下進行晶化，時間持續6小時；(4)反應結束后，將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7為止，放入烘箱內在80°C的溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。實施例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。(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，進行密封，然后升溫至100°c的溫度下進行晶化，時間持續8 小時；(4)反應結束后，將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為8為止，放入烘箱內在110°C的溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。
權利要求
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容器中，分別標為1號容器、2號容器；(3)將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土裝入1號容器中，在80～90℃的溫度下勻速攪拌1小時；(4)在2號容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號容器中，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，進行密封，然后在90～100℃的溫度下晶化3.5小時，晶化結束，冷卻至室溫；(5)將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產物洗滌到PH小于9，放入烘箱內在80～110℃溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。或者(1)將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土粉碎，過120目篩，與碳酸鈉以質量比為1∶1.2混合，放入高溫焙燒裝置中在800℃的溫度下進行焙燒，時間持續1小時；(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，進行密封，然后升溫至90℃～100℃進行晶化，時間持續6～8小時；(4)反應結束后，將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用蒸餾水洗滌到pH為7～8為止，放入烘箱內在80～110℃溫度下進行干燥，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容器中，分別標為1號容器、2號容器；將含鐵量在5％以下的凹凸棒粘土裝入1號容器中，在80～90℃的溫度下勻速攪拌1小時；在2號容器中加入鋁酸鈉溶解至澄清，然后快速倒入1號容器中，在30℃～40℃溫度下攪拌30分鐘，形成凝膠，置于烘箱中，進行密封，然后在90～100℃的溫度下晶化3.5小時，將結晶固體產物通過過濾使固液分離，用去離子水將固體產物洗滌到pH小于9，在80～110℃溫度下進行干燥，時間超過12小時，即得A型分子篩。
文檔編號C01B39/18GK101817539SQ20091002171
公開日2010年9月1日 申請日期2009年3月14日 優先權日2009年3月14日
發明者俞樹榮, 葉啟智, 王繼紅, 王青寧, 田靜 申請人:蘭州理工大學