高铁含量煤矸石制备4A分子筛的研究

以贵州六盘水矿区含铁量高且富含石英的煤矸石为原料来制备4A分子筛,方法是将煤矸石低温氧化后先酸浸除铁,然后煅烧除碳,再碱熔活化的方法,激发了煤矸石的活性,从而获得活性很高的制备分子筛的原料,最后进行水热合成反应,获得了4A分子筛,并对合成4A分子筛的工艺进行了优化,优化的工艺条件为:n(SiO2)/n(Al2O3) =2.0、n(Na2O)/n(SiO2)=1.8、n(H2O/n(Na2O) =45、老化温度为45℃、老化时间为2h、在94℃水热晶化6h,其钙离子交换量为295.6 mg CaCO3/g,超过国家标准值295 mg CaCO3/g.     

基于碱融活化的高岭土水热法制备干燥剂NaP分子筛

研究了含有石英成分的高岭土的活化方法,并采用水热法制备了干燥剂NaP分子筛.研究了碳酸钠对高岭土的活化效果、不同水热反应条件对NaP分子筛吸水率的影响,得到该高岭土的活化条件为:m(高岭土):m(碳酸钠)=1:1、在750℃下煅烧2 h;制备NaP分子筛的优化条件为:n(SiO2)/n(Al2O3)=4.0、n(Na2 O)/n(SiO2)=1.4、n(H2O)/n(Na2 O)=40、93℃下晶化8 h.     

偏高岭石-碱-硅酸钠水热反应体系13X分子筛的合成

以煤系高岭石为主要原料,经破碎、粉磨、煅烧、水热处理等工艺,在偏高岭石-碱-硅酸钠水热反应体系中合成了13X分子筛.扫描电镜分析表明:产物晶形完整、粒度为1μm左右且分布均匀.用X射线衍射测试方法研究混合物的硅铝的摩尔比[n(SiO2)/n(Al2O3)]、钠硅的摩尔比[n(Na2O)/n(SiO2)]、水钠的摩尔比[n(H2O)/n(Na2O)]以及陈化时间对13X分子筛合成的影响.研究表明:该水热反应体系的最佳配比为n(SiO2)/n(Al2O3);高于13X分子筛中自身的n(SiO2)/n(Al2O3)=2.5.反应适宜的碱度条件为:n(Na2O)/n(SiO2)=1.9,n(H2O)/n(Na2O)=40,碱度过高或过低均会出现P型分子筛杂相.陈化过程在13X分子筛的合成过程中不可缺少,其适宜的陈化时间为24h.该水热反应过程遵循分子筛的液相转化机理.     

黄陵煤矸石制备4A分子筛的研究

黄陵煤矸石的灰成分以SiO2、Al2O3为主,这些组分正是合成分子筛的原料.将煤矸石经过煅烧活化、酸浸除铁、碱熔预处理后,采用水热合成的方法制备4A分子筛.通过正交试验考察了n(Na2O)∶n(SiO2)、n(H2O)∶n(Na2O)、老化时间、晶化温度、晶化时间5个因素对分子筛钙离子交换性能的影响,实验结果表明:n(Na2O)∶n(SiO2)是对4A沸石钙离子交换量影响最大的因素,其次是晶化温度,最小的为老化时间;且在n(Na2O)∶ n(SiO2)为1.3,n(H2O)∶ n(Na2O)为45,老化时间8h,晶化时间4h,晶化温度85℃下制备所得4A分子筛的钙离子交换量达到296.84 mg CaCO3/g干沸石.自制分子筛的XRD及SEM检测分析表明,最优条件下制备出的4A分子筛晶型完整,轮廓清晰,呈立方体,颗粒大小均匀,在1～2 μm左右.     

以伊利石合成4A分子筛的实验研究

在常压下将伊利石进行高温焙烧处理。经过对原料的焙烧处理、水热合成实验,合成了4A沸石分子筛。焙烧实验确定了优化焙烧参数:m(伊利石)∶m(碳酸钠)=1∶1,焙烧温度850℃,伊利石粒度75μm,保温时间为90min。采用正交设计法确定了水热法合成的优化工艺参数:n(H2O)/n(M2O)=50,n(M2O)/n(SiO2)=1.4(M为Na,K),晶化时间4h,晶种加入量占水体积分数8%。合成沸石纯度较高,吸附量达到国家化学工业产品标准。     

油页岩渣制备洗涤助剂4A分子筛的工艺条件和性能研究

以油页岩渣为原料,采用水热合成法制得4A分子筛.重点考察了n(Na2O)/n(SiO2)比、n(H2O)/n(Na2O)比、晶化时间、晶化温度对分子筛Ca2+交换量的影响.适宜的合成条件为:n(Na2O)/n(SiO2)=2.5,n(H2O)/n(Na2O) =50,晶化时间18 h,晶化温度90℃.并用XRD、SEM测试手段对合成的分子筛的晶体结构、表面形貌等进行了表征,结果表明,制备的样品为4A型分子筛结构,属于立方形晶型.     

高铁高硅煤矸石制备P型分子筛

以高铁高硅的煤矸石为主要原料,经350℃氧化2h、酸浸除铁后,先在750℃条件下煅烧2h,然后在400℃条件下,经NaOH碱熔活化2h,再水热晶化,得到了P型分子筛.运用XRF,XRD,SEM等仪器对原矿、预处理产物和晶化产物进行了检测,结果表明:氧化后硫酸酸浸除铁率为96.8％;碱熔能使煤矸石煅烧粉生成可溶性的硅铝酸盐;产物为纯净的P型分子筛,平均粒径为2.53 μm;Ca2+交换量为325 mg CaCO3/g干基沸石,Mg2+交换量为96mg MgCO3/g干基沸石.     

4A分子筛的水热法合成工艺研究

采用水热法合成了4A分子筛,以4A分子筛的钙离子交换度为指标,通过单因素试验和正交试验考察了4A分子筛的合成条件。实验结果表明,合成4A分子筛的最佳条件为:n(Si O2)/n(Al2O3)=1.8,n(Na2O)/n(Si O2)=3.0,n(H2O)/n(Na2O)=40,晶化温度为100℃(常压),晶化时间为6 h。在此条件下合成的4A分子筛的钙离子交换度为323 mg·g-1。同时通过XRD和SEM对最佳条件下的4A分子筛进行了表征。     

粉煤灰碱熔-水热法制备P型分子筛的研究

P型分子筛在洗涤剂工业、石化工业、医药和环保工业等领域具有广泛的应用.为了探究粉煤灰制备P型分子筛过程中原料及产物的物相变化规律,用X射线多晶衍射仪(XRD)对粉煤灰、碱融产物及不同工艺参数条件下水热法合成出的产物进行了物相分析.XRD分析结果表明,在m(粉煤灰)∶m(碳酸钠)=1∶1.1、800℃煅烧2h的条件下,能充分活化粉煤灰中的莫来石、石英等惰性相,得到高化学活性前驱粉体,其主要成分为NaAlSiO4.在合成体系的n(SiO2)/n(Al2O3)=3.5、n(H2O)/n(Na2O) =45、n(Na2O)/n(SiO2)=1.3、无老化步骤、在95℃水热晶化时间为9h的条件下,获得的产物是纯净的P型分子筛.该法消耗了粉煤灰,实现了废物的资源化利用,同时获得了高附加值的产物P型分子筛.     

水热法合成4A沸石分子筛的影响因素及其合成机理

采用水热法制备了4A沸石分子筛,研究了煅烧温度、氢氧化钠浓度、凝胶形成时间、晶化时间等因素对4A沸石分子筛的晶型的影响.高岭土煅烧温度小于900℃时得到A型沸石,高于950℃时得囊P型沸石;氢氧化钠浓度小于5 mol/L时以P型沸石为主,大于5 mol/L时出现了一种新的沸石(Na6[A1SiO4]6·4H2O);凝胶形成时间长对X型沸石形成有利;晶化时间大于14 h时,出现的几乎全是P型沸石相,仅有少量的X型沸石相.     

利用高岭土制备4A分子筛

高岭土在适宜的煅烧温度脱羟转化成偏高岭土。偏高岭土在合适的温度及碱液的作用下结晶转化成4A分子筛。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜对合成的4A分子筛进行定性分析。利用静态水吸附来评价其性能,采用单因素实验法,确定最佳合成条件。结果表明:利用高岭土可以合成纯度较高的4A分子筛,合成最佳工艺条件为:煅烧温度850℃;煅烧时间2h;胶化温度60℃;胶化时间3h;晶化温度95℃;晶化时间4h,n (Na_2O)/n (SiO_2)=1.5;n (H_2O)/n (Na_2O)=40∶1。     

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℃。     

粉煤灰碱融-水热晶化合成4A分子筛

本试验以内蒙古锡林郭勒盟粉煤灰为原料,采用500℃低温碱融-水热法合成了4A分子筛,并加入了导向剂,有效减少了晶化时间.以4A分子筛的Ca2交换能力为指标,并运用XRD、SEM、FT-IR对生成的4A分子筛进行表征,通过正交试验对合成工艺进行了探究.结果表明:在500℃下碱融活化2h后,粉煤灰中的石英和莫来石晶体结构被完全破坏.原料配比为n(SiO2):n(Al2O3)=2.1,n(Na2O):n(SiO2) =2.2,晶化温度50 ℃,晶化时间30 h,在此条件下生成了纯净的4A分子筛,粒径约为2μm,对Ca2的交换能力为310 mg/g.     

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。     

高铝粉煤灰脱硅液与煤矸石制备13X分子筛的工艺研究

以13X分子筛的低成本制备与煤基固废协同利用为目标,利用煤矸石与高铝粉煤灰碱法提铝过程中副产的脱硅液为原料,通过水热反应制备了13X分子筛,实现了两种固废资源的协同利用.考察了水热反应体系水钠比、硅铝比、晶化温度、搅拌速率等因素对合成产物晶型和比表面积的影响规律.通过X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等方法对产物结构和形貌的演化过程进行了表征分析.结果表明,在优化工艺为n(SiO2/Al2O3)=3.0,n(Na2O/SiO2)=1.9,n(H2O/Na2O)=60,室温下老化24 h,100 r·min-1下于95 ℃水热晶化8 h制备的13X分子筛比表面积为681.7 m2·g-1,相对结晶度94.59%.通过对水热反应过程分析,13X分子筛合成过程前期主要为煤矸石与脱硅液反应形成无定型凝胶,后期为凝胶相溶解和分子筛晶体的生长.     

低液固比体系高岭土微球原位合成Y沸石

以高岭土微球为全部硅铝原料,经焙烧、碱抽提、水热处理等工艺,直接原位晶化合成了Y分子筛。扫描电镜分析表明：在高岭土微球上均匀生成了晶型完整、粒度为1 μm左右的Y分子筛。结合X射线测试方法详细研究了体系硅铝比、碱度、碱抽提时间、导向剂构成及添加时间对Y分子筛合成的影响。研究表明：该水热反应体系的最佳配比为n(SiO2)/n(Al2O3)=10.0。反应适宜的碱度条件为：n(Na2O)/n(SiO2)=0.56,n(H2O)/n(Na2O)= 35,碱度过高或过低都易有P杂晶生成。碱抽提过程对合成Y分子筛十分关键,最佳的抽提时间控制在12 h。导向剂构成为透明高清状,加入时间控制在碱抽提结束时最优,此时合成的Y分子筛品质最好。     

稻壳一步煅烧法制备A型分子筛的研究

将稻壳洗净后粉碎,与NaOH和铝源混合后在高温下煅烧,水热晶化制备A型分子筛.实验探究了不同硅铝比、煅烧温度和不同铝源的影响.运用了XRD、SEM、XRF等手段对样品进行表征,并对合成产物进行了亚甲基蓝吸附实验.结果表明:在n(Na2 O):n(SiO2)=6,n(SiO2):n(Al2 O3)=0.8～2.4,n(H2 O):n(Na2 O)=35,煅烧温度850℃时,采用Al(OH)3和NaAlO2都能得到形貌规整、结晶度较好的A型分子筛,并且对25.0 mg/L的亚甲基蓝溶液吸附效果较好,吸附容量4.76 mg·g-1,去除率95％以上.此方法的优点是原料价格低,工艺简单,易于推广.     

徐州地区煤系高岭土合成4A沸石分子筛

研究以徐州地区煤系高岭土为原料、NaOH溶液为浸取液,先于550℃煅烧2 h得到偏高岭土,再在全密封反应釜中通过偏高岭土和NaOH溶液（固液质量比1∶20）之间的水热反应制备4A沸石分子筛[Na12(Al12Si12O48)·27H2O]。并采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶转换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和N2吸附脱附等测试手段对4A沸石分子筛进行表征。结果表明,煤系高岭土经550 ℃煅烧2 h后转变成无定形态的偏高岭土,碱浸取后变成4A沸石分子筛;合成4A沸石分子筛过程中NaOH溶液的最佳浓度是2 mol/L;4A沸石分子筛具有狭缝状孔道,但孔的形状和分布不均匀。     

地聚合物胶凝材料的组成设计和结构特征

采用正交设计方法,对影响地聚合物合成的3个关键配比参数:n(SiO2)/n(Al2O3),n(M2O)/n(Al2O3)和n(H2O)/n(M2O)进行了优选和优化.优选出Na地聚合物的最佳配比为:n(SiO2)/n(Al2O3)=4.5,n(Na2O)/n(Al2O3=0.8,n(H2O)/n(Na2O)=5.0.对地聚合物硬化体结构特征、主要组成元素Si,Al的配位状态进行了研究.结果表明:地聚物硬化体中Al元素主要以4配位态形式存在,而Si元素主要以SiQ4(4Al),SiQ4(2Al)形式存在.最后,根据核磁共振谱的测试结果并结合相同化学组成的沸石的空间构型,利用数理统计理论建立了地聚合物的分子结构模型.     

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.