晶种和季铵盐诱导β沸石合成研究

通过对比实验和X-射线衍射技术,研究了四乙基溴化铵(TEABr)和四乙基氢氧化铵(TEAOH)模板剂对β沸石晶体生长的结构导向作用,考察了合成胶硅铝比[n(SiO2)∶n(Al2O3)]和晶化条件对合成沸石相组成的影响。结果表明,以TEAOH为模板剂,在β沸石晶种质量分数0.5%、合成胶n(SiO2)∶n(Al2O3)=37.2~64条件下,合成出相对结晶度较高的纯β沸石。另一方面,以TEABr为模板剂,在晶种质量分数0.5%、晶化温度413K条件下,当n(SiO2)∶n(Al2O3)≤45、晶化时间240~260h时,可以获得结晶度高的单一β沸石;在不含晶种、n(SiO2)∶n(Al2O3)=37.2~72的体系中,合成的沸石β与沸石ZSM-5共生,而且随着硅铝比的增加沸石β质量分数逐渐减少,竞争相ZSM-5的含量急剧增加。     

LSX分子筛的合成及吸附性能研究

采用两步水热法合成LSX分子筛,并用XRD、TG-DTA和BET对其进行了表征.考察了当n(SiO2)/n(Al2O3)为2时,不同的水碱比与晶化时间对分子筛晶相结构的影响、锂交换对LSX粉体的热稳定性的影响以及不同的混合物组成与晶化时间对H2O和N2吸附性能的影响.结果表明纯LSX粉体对水的变化很敏感,晶化时间过长会导致A型和S型杂晶出现.经锂交换后的LSX粉体热稳定性下降.对于吸附性能,发现静态H2O吸附和N2吸附曲线趋势基本一致.当n(H2O)/n(Na2O+ K2O)为17和n(Na2O)/n(H2O+ K2O)为0.77时,最佳的n(Na2O+ K2O)/n(SiO2)为3.50;当晶化温度为100℃时,最佳的晶化时间为1.5h.     

水热体系合成NaA/X复合沸石

在无模板剂条件下,采用水热反应体系合成NaA/X复合沸石,研究了原料配比及凝胶化条件对NaA/X复合沸石合成的影响.结果表明,该反应体系钠的优化配比为n(SiO2)∶n(Al2O3)=2.8,反应的适宜碱度条件为:n(H2O)∶n(Na2O) =25～30、n(Na2O)∶n(SiO2)=1.6～3.0,碱度过高或过低均会导致X型沸石的消失.产物为复合沸石,粒径为150nm,分散度较好.产物的钙离子交换能力达到300 mg/g,镁离子交换能力优于纯4A、X及高铝P型沸石.     

酸处理红辉沸石-碱-铝酸钠-水的水热反应体系中A型沸石的合成

以酸处理红辉沸石为原料,采用水热反应晶化合成工艺,合成出了质量较高的4A沸石产品,在大量实验基础上,利用X射线衍射分析,扫描电镜观察等系统地研究了反应混合物的钠硅比[n(Na2O)/n(SiO2)]和水钠比[n(H2O)/n(Na2O],以及晶化时间和晶化温度对酸处理红辉沸石－碱－铝酸钠－水的水热反应体系中A型沸石晶化合成的影响,确定了最佳工艺技术参数：硅铝化[n(SiO2)/n(aL2O3)]为2,钠硅比[n(Na2O)/n(SiO2)]为1,1,水钠比[n(H2O)/n(Na2O]45,晶化时间大于6h,晶化温度为100℃。     

不同硅铝比ZSM-22分子筛的合成

采用静态水热合成法,以氢氧化钾为碱源,硅溶胶为硅源,1,6-己二胺为模板剂,考察了晶化温度[(423～443)K]、晶化时间[(12～72)h]和原料配比对合成ZSM-22分子筛的影响,优化了合成条件。结果表明,最佳合成条件为:晶化温度433 K、晶化时间48 h、n(Al2O3)∶n(SiO2)∶n(K2O)∶n(DAH)∶n(H2O)=0.11∶10∶1.3∶3.0∶400。在此基础上,通过碱度的调变,合成了较纯n(Al2O3)∶n(SiO2)=40～130的ZSM-22分子筛。     

500t/a中试规模制备小颗粒4A沸石的研究

在500 t/a的中试设备上,以全化学合成法进行了小颗粒4A沸石合成的中试放大实验。采用正交实验方法考察了原料配比A〔n(SiO2)/n(Al2O3)〕、B〔n(Na2O)/n(Al2O3)〕、C〔n(H2O)/n(Al2O3)〕及晶化时间D(t)对产品性能的影响。通过方差分析,确定出其最佳工艺条件为:n(SiO2)/n(Al2O3)=1.8～1.9,n(Na2O)/n(Al2O3)=3.2～3.4,n(H2O)/n(Al2O3)=80～100,t=20 min。工艺验证实验结果表明,该条件下的中试产品钙交换能力≥295 mg CaCO3/g干基,符合QB1767—2003的一级品标准。     

动态条件下ZSM-12分子筛的合成

采用动态晶化法,系统考察了硅源、硅铝比、模板剂含量以及水含量对ZSM-12分子筛合成的影响,得到合成纯相ZSM-12分子筛的最佳条件为:硅溶胶为硅源,n(Si)/n(Al)=45~70,n(四乙基氢氧化铵,TEAOH)/n(SiO_2)=0.14,n(H2O)/n(SiO_2)=13。通过XRD、SEM、BET、NH3-TPD对所合成的产物进行了表征。体系中的硅铝比对所合成产物的晶相和晶化动力学有显著影响:当硅铝比(Si/Al摩尔比,下同)过低时,容易导致MFI和BEA结构的杂晶相的生成;硅铝比较高时,动态晶化比静态晶化更有利于提高分子筛的合成效率;体系中的n(TEAOH)/n(SiO_2)和n(H_2O)/n(SiO_2)会在很大程度上影响所合成产物的晶相和形貌。     

ZSM-35沸石原位固相转化法合成过程控制

以乙二胺(EDA)为模板剂,采用原位固相转化法合成了ZSM-35沸石,并通过XRD对沸石晶化过程中的影响因素和晶化机理作了详细考察。结果表明,制备ZSM-35沸石适宜的硅铝摩尔比为21n(SiO2)/n(Al2O3)37;Na+与模板剂EDA协同作用,共同对ZSM-35沸石起着结构导向作用;延长晶化时间,ZSM-35沸石容易向ZSM-5沸石转晶,合成ZSM-35沸石合适的晶化时间为14～21 h。对晶化机理的考察表明ZSM-35沸石的合成过程具有固相机理的特征,并且由于ZSM-35沸石与ZSM-5沸石具有相同的次级结构单元,在晶化过程中容易发生转晶。     

L沸石合成及其影响因素的研究

采用水热合成法成功合成出高结晶度的L沸石.合成初始凝胶(物质的量)组成为5.4K2O:5.7Na2O:1Al2O3:30SiO2:500H2O,反应温度为175℃,反应时间为24 h.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成的沸石分子筛进行了表征.XRD检测结果表明:制备的沸石具有L沸石典型特征峰,结晶度较高.SEM检测结果表明:合成的L沸石分子筛呈圆柱状,粒径约为1 μm,大小均匀.由于L沸石晶化区间相对狭窄,合成过程中须严格控制反应条件,所以又全面考察了水热合成条件对L沸石晶化的影响,结果表明:nSiO2/nAl2O3、Nh2o/n(Na2O+K2O)、nNa2O/n(Na2O+K2O)对结晶过程影响很大;陈化可以较好地减小晶粒尺寸,增加晶粒均匀度.     

加入碱金属盐合成超微沸石

采用水热合成法,用工业水玻璃作硅源,考察了各种碱金属盐、晶化时间、晶化温度和搅拌速度对合成超微低硅沸石的影响,经X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、激光粒度分析和吸附量的测定证实,合成配比取Na2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O=3∶1∶2∶185,在晶化温度90℃、晶化时间5 h、搅拌速度3 000 r/min(成胶)和1 500 r/min(成核)的合成条件下,加入0.1 mol NaF,沸石粒度由常规法合成沸石的2μm减小为180 nm;吸附总量由普通沸石的0.25 mg/L增加为0.26~0.272 mg/L;5 min吸附量由0.13 mg/L增加为0.2~0.22 mg/L。