红辉沸石两步水热制备高品质X型分子筛及其高效吸附Cd^(2+)、Ni^(2+)性能研究

本研究以红辉沸石为原料,经两步水热法制备高品质的X型分子筛,探究了n(H_(2)O/SiO_(2))、n(Na_(2)O/SiO_(2))、n(Al_(2)O_(3)/SiO_(2))、陈化时间、晶化温度、晶化时间等因素对红辉沸石转化为X型分子筛的影响,以及考察了X型分子筛对Cd^(2+)、Ni^(2+)的吸附性能。研究表明,X型分子筛的最优转化条件为:n(H_(2)O/SiO_(2))=55、n(Na_(2)O/SiO_(2))=1.1、n(Al_(2)O_(3)/SiO_(2))=0.33、陈化时间48 h、晶化温度82℃、晶化时间4 h。红辉沸石溶解后解聚为低聚态Si物种且在体系中保留参与分子筛的生长,使得所合成的X型分子筛相对结晶度达100%、n(Si/Al)值为1.14,并缩短了晶化时间和降低了晶化温度,其中所合成的X型分子筛对Cd^(2+)和Ni^(2+)的吸附容量分别达到173.553 mg/g和75.897 mg/g。因此,本研究将为天然矿物快速转化为高品质的X型分子筛设计与制备提供理论基础和技术支持。

红辉沸石两步水热法合成A型分子筛机理研究

以红辉沸石为原料,采用两步水热法将其转化为A型分子筛,系统地探讨A型分子筛的转化机理。对不同晶化时间的样品进行系统表征,深入解析天然红辉沸石转化A型分子筛的成核机制、生长控制、晶型稳定转化等结构基础问题。研究表明,A型分子筛的生长可分为3个阶段:在成核诱导期(晶化时间≤0.5 h),凝胶中的β笼通过双四元环构筑成α笼,生成较多晶核及少量1μm小晶体;此后为快速生长期(晶化时间1~4 h),大量晶核通过聚集生长形成2μm大晶体;在生长稳定期(晶化时间5~8 h),通过二次成核凝胶将会转化为更多的分子筛晶体。A型分子筛的形成遵循:铝硅酸盐凝胶→四元环、六元环→双四元环、β笼→α笼的晶化过程,因而其转化过程符合液相转化机理。

天然辉沸石为原料制备P型沸石的水热反应条件研究

以天然辉沸石为原料,经过酸化、碱溶处理,采用水热合成工艺,在保持n(SiO_2)/n(Al2O_3)=3.5、n(Na_2O)/n(SiO_2)=1.2、n(H_2O)/n(Na_2O)=35不变的情况下合成制备P型分子筛。考察水热反应的晶化温度和晶化时间对合成P型分子筛晶型生长的影响,结果表明:水热温度由80℃上升至100℃,P型分子筛由没有成型到晶型出现,结晶度随着温度的升高逐渐增加,晶面对应越明显。合成P型分子筛的最佳温度为90℃,P型分子筛为集合球状,粒径大约为1μm;随着水热时间的增长,P型分子筛慢慢成型,分子筛颗粒逐渐变大,6.5 h为最佳合成时间。并且可以看出控制反应时间得到的P型分子筛形状较为规则。