低硅铝比X型分子筛的金属阳离子改性

采用液相离子交换法制备了系列金属阳离子改性低硅铝比X型分子筛(LSX)吸附剂,利用ICP,XRD,SEM等方法对改性吸附剂进行了表征,优化了离子交换条件及干燥工艺,并分析了改性吸附剂的吸附性能。实验结果表明,Ca-LSX和Sr-LSX有较高的氮气吸附容量,Sr-LSX的氮氧分离效果最好,Ce-LSX更适合用于吸附氧气。在25℃下对LSX进行离子交换和干燥能有效避免分子筛结构破坏,可获得最佳吸附性能和效果。Ca-LSX引入适量Sr后,产品氮气吸附容量略微降低,但氮氧分离系数显著提高,由3.96提升至4.35。

低水体系合成X型分子筛及其硅/铝比与碱度的定量关系

采用不同含水量(n(H_(2)O)/n(SiO_(2)))和碱度(n(M_(2)O)/n(H_(2)O),M为K和Na)的钾-钠体系水热合成X型分子筛,采用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、^(29)Si魔角旋转固体核磁和^(27)Al魔角旋转固体核磁等手段对X型分子筛进行表征,并对Ba^(2+)交换X型分子筛进行混合碳八芳烃静态吸附评价。结果表明:当合成体系n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))为2.8时,随着n(H_(2)O)/n(SiO_(2))从21增加到60,获得纯相X型分子筛的n(M_(2)O)/n(SiO_(2))范围从1.3逐渐增大至3.1。保持合成体系n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))不变,X型分子筛n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))与单一影响因素n(M_(2)O)/n(H_(2)O)线性相关,相关性系数R2为0.90。当合成体系n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3))和n(M_(2)O)/n(H_(2)O)相同时,n(H_(2)O)/n(SiO_(2))分别为40和60制备的X型分子筛的粒径、非骨架铝物种、孔体积无明显差别。相比而言,低水体系所得X型分子筛的晶体结构中Si(4Al)物种占比更高,对二甲苯相对于乙苯吸附选择性更高,为3.19;对二甲苯相对于邻二甲苯和间二甲苯吸附选择性稍低,分别为3.25和6.84。

低硅铝比X型分子筛制备技术的开发

研究了低硅铝比X型(LSX)分子筛的合成体系和控制方法,探究了引入功能性物质制备高纯度、可调晶簇尺寸的LSX分子筛的可行性,通过优化分子筛水热反应配方和条件确定了制备LSX分子筛的技术方案并初步考察了晶簇尺寸与活性的关联性,进而采用工业原料实现了高品质LSX分子筛的合成。实验结果表明,在钾-钠双元体系中借助低温老化—高温晶化两段法可制备LSX分子筛;老化温度/时间、晶化温度/时间、硅铝比、碱硅比、水碱比及钠钾比能显著影响分子筛的合成过程;向反应体系中引入适当功能性物质可制备出结晶度高、含杂晶量少、活性佳、平均晶簇尺寸在1~4μm可调的LSX分子筛;由此能优化得到适合分子筛生产的长、短流程两套技术方案,进一步明确了上述手段具有保证本征活性不变,通过减小晶簇尺寸改善吸附剂传质系数的操作可能性;使用工业原料制备出了合格的LSX分子筛,放大合成的产品仍满足制氧吸附剂要求。

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。

利用稻壳制备X型分子筛及性能研究

以稻壳为硅源,采用水热法成功合成出了X型分子筛,并对亚甲基蓝染料进行吸附。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光谱和钙离子交换能力对样品的性能进行表征与测试。研究结果表明,提纯后稻壳灰为无定型态,其主要成分Si O2含量高达98.96%;水热法合成X分子筛的最佳配比为n（Si O2）/n（Al2O3）=3.8、n（Na2O）/n（Si O2）=1.4、n（H2O）/n（Na2O）=40,最佳水热晶化温度为100℃,最佳晶化时间为8h。在此条件下,合成产物无杂相,晶形发育完好,结晶度高,钙离子交换能力高达310.3 mg·g-1。亚甲基蓝溶液初始p H值在11~12范围内,初始浓度小于30 mg·L-1,分子筛用量在0.10~0.25 g范围内时,产物对亚甲基蓝有较好的吸附效果。

钾长石制备X型分子筛的试验研究

以长白山天然钾长石矿为原料,采用水热合成法制备了X型沸石分子筛,对影响合成工艺和产物性能等因素进行了研究。试验表明,反应混合物的配比:水钠比、硅铝比,反应过程中的搅拌速度及凝胶混合物的陈化是合成分子筛的关键工艺参数;晶化12h是合成反应的最佳结晶时间;产物的吸附量达到了国家化学工业产品标准。

X型分子筛膜的制备及渗透性能的改善

采用在多孔载体上预投分子筛晶种 ,再用水热晶化的二次生长的成膜方法合成X型分子筛膜。通过三次晶化操作 ,SEM显示多孔载体上负载生长的分子筛膜厚约 1 5μm。分子筛膜的He和N2 的渗透率下降为载体渗透率的 1 %以下 ,纯三丁胺与全氟三丁胺的渗透率之比为 2 1 ( 3 50℃ )。但表征结果显示 ,膜层内存在缺陷。本研究采用了化学沉积与积炭处理相结合的二步修饰法来消除缺陷。结果表明 ,经二步修饰后 ,X型分子筛膜用三丁胺和全氟三丁胺的蒸气测试其渗透率 ,发现渗透侧全氟三丁胺几乎收集不到 ,比未修饰的膜的渗透率有很大提高 ,说明修饰对X型分子筛膜的非沸石孔道的消除很明显。

煤矸石制备X型分子筛对氨氮吸附性能的研究

以煤矸石为主要原料,经活化、水热反应合成出X型分子筛,讨论了合成中碱度对产品的影响。用X型分子筛对水溶液中氨氮进行吸附处理,结果表明:合成的X型分子筛结晶度较高、晶型完整无杂晶;氨氮吸附规律很好地符合Freundlich吸附等温式,吸附效果与X型分子筛的投加量有关,50mL浓度为150mg.L-1的氨氮溶液中加入1g分子筛的去除率可达62.01%,并且对氨氮的吸附速度快,在有机物存在的情况下仍对氨氮具有较好的吸附效果。

多孔不锈钢载体上X型分子筛的生长成膜

通过对X型分子筛合成方法的改进 ,获得了适合分子筛在多孔不锈钢载体上成长的条件 .通过在不同孔径的多孔不锈钢载体上负载生长分子筛膜 ,研究了X型分子筛在多孔不锈钢载体上生长的规律 ,考察了晶化液配比、合成条件及晶化次数对分子筛负载量的影响 ,还考察了多孔载体的表面形貌及孔径大小对表面膜均匀连续性的影响等 .

二次生长法在多孔载体上制备X型分子筛膜

采用在多孔载体上预涂分子筛晶种及合成分子筛的前驱态溶胶液 ,再进行水热晶化合成X型分子筛膜 .预涂液为 0 .2 %～ 0 .5 %的中性悬浮水溶液 ,预负载晶种的载体二次生长的条件是在 95℃下水热处理 2 4～ 96h .通过晶化操作 3～ 4次后 ,多孔载体上负载生长的分子筛膜厚为 10～ 2 5 μm .采用二次生长成膜法 ,减少晶化次数 ,从而缩短了成膜时间 .在三次晶化操作后 ,分子筛膜对He和N2 的渗透通量下降为载体渗透通量的 1%以下 ,纯(C4 H9) 3N和 (C4 F9) 3N的渗透通量之比可达 2 1(35 0℃ ) ;而四次晶化后 ,渗透侧已检测不出 (C4 F9)

在多孔陶瓷载体上X型分子筛生长成膜的研究

研究X型分子筛在多孔陶瓷载体上的生长条件 ,合成膜的晶化液组成n(SiO2 ) /n(Al2 O3) =3 .0～ 5 .0 ,n(Na2 O) /n(SiO2 ) =1.3～ 9.8,n(H2 O) /n(SiO2 ) =12 0～ 80 0 ;晶化温度 85～ 10 5℃ ;晶化时间 2 4～ 96h。SEM显示多孔陶瓷载体上负载生长分子筛膜要经过 6～ 7次涂膜操作 ,才能获得较理想的均匀连续的顶膜 ,膜厚 10～ 2 5 μm。考察了晶化液的配方、合成条件及晶化次数对分子筛负载量的影响 ,多孔载体的表面形貌及规格对表面膜均匀连续性的影响等。结果表明 ,成膜的渗透通量下降为载体的 7%～ 9% ,分子筛膜选透率用 (C4H9) 3N和 (C4F9) 3N的纯蒸汽表征 ,在 3 5 0℃下 (C4H9) 3N对 (C4F9) 3N的选透率达到 69。

起始物对Li^+、Ca^(2+)混合型低硅X型分子筛(LSX)制备及吸附性能的影响

采用Li-LSX,Ca-LSX为起始物进行离子交换分别制备了Li^+、Ca^(2+)混合型LSX,通过ICP-AES,~7Li MAS NMR,^(23)Na MAS NMR及静态吸附等检测方法,考察了起始物不同对离子交换限度,离子定位与产品吸附性能的影响.实验结果表明,以Ca-LSX为起始物进行Li交换得到的Li-Ca-LSX最大交换率为31.5%,此时吸附性能最优,氮氧吸附量分别为36.4和5.0mL/g,选择性系数为12.4,且节约了Li的用量.借助NMR结果发现,对吸附性能有直接影响的Li^+,除公认SⅢ位置外,尚有少量SI′亦有较显著作用.

超声波作用下膨润土合成X型分子筛研究

以广西宁明膨润土为原料,超声波条件下合成了X型分子筛。采用XRD、SEM、FT-IR、PSD、BET等测试手段对合成产品进行了表征。实验结果表明,相对于传统水热法,超声波合成法的晶化温度降低,晶化时间缩短,产品粒度显著减小,平均粒径为400nm,比表面积增大,BET吸附值为592m2/g。

高铁钾长石粉体合成13X型分子筛的晶化过程

利用高铁钾长石粉体水热合成13X型分子筛,对晶化过程进行表征,确定了晶化过程的诱导期、晶化期和沸石生长速率。结果显示,与低铁合成体系对比,高铁合成体系中反应物料的陈化期及晶化早期反应产物的红外结构、化学组成更接近于13X型分子筛的红外结构和化学组成,即反应物更易于向13X型分子筛结构转变;13X型分子筛开始形成的时间更早,晶化过程的诱导期和晶化期时间缩短。与低铁合成体系一样,高铁体系水热合成13X型分子筛,晶体成核与生长主要发生在凝胶相内部,是凝胶结构逐步趋于有序化的过程。

快速合成功能化纳米分子筛Ⅱ.X型分子筛

在低温下用超声波法快速合成了X型分子筛,用XRD、TEM、BET、IR、TG-DSC等对合成产物进行了表征。结果表明,在n(Na_2O):n(SiO_2):n(Al_2O_3):n(H_2O)=5.85:3.30:1.00:105.0,60℃下短时间超声波晶化60min就能合成纳米X型分子筛,其BET、外比表面与微孔面积分别为472.4m^2/g、185.5m^2/g与287.9m^2/g,颗粒均匀,平均粒径约为10nm。研究了超声波晶化时间和陈化时间对合成纳米X分子筛的影响。相对于常规水热法,超声波法降低了晶化温度,缩短了晶化时间,而且样品具有相当的热稳定性。

高纯相X型分子筛的水热合成与表征

目的合成高纯相X型分子筛,并对其进行了相关表征。方法在不引入有机胺模板剂的条件下,通过水热法合成了X型分子筛;考察了反应温度、反应时间对合成X型分子筛的影响,并利用XRD,SEM等技术对所得产物进行了相关表征。结果与结论优化了X型分子筛的合成条件,最终在100℃下晶化4h,得到了相应产物;通过XRD,SEM等技术对其进行了相关表征,证明所得产物为高结晶度、高纯相的X型分子筛。该分子筛具有明显的异向生长的特点,呈现出大面积暴露(111)晶面的正八面体结构。

无黏结剂X型分子筛吸附1-己烯性能

水热法合成了无黏结剂X型分子筛,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氮气吸附等手段对其进行表征,并研究了其吸附1-己烯的性能。结果表明:合成的无黏结剂X型分子筛比表面积和孔体积分别为576 m^(2)/g和0.30 cm^(3)/g,比4种市售含黏结剂X型分子筛颗粒分别高出34%~42%和11%~15%;在25℃时,1-己烯在无黏结X型分子筛样品上的气相饱和吸附量和液相表观吸附量分别为178.2 mg/g和67.5 mg/g,较4种市售含黏结剂分子筛分别高出26%~51%和21%~49%;1-己烯在无黏结剂X型分子筛上的表观扩散时间常数(D_(c)/r^(2))为7.13×10^(-5)/s,是其在含黏结剂样品上的3.4~5.2倍;1-己烯在无黏结剂X型分子筛床层上的动态饱和吸附容量为60.4 mg/g,Thomas速率常数K th为0.00393 mL/(min·mg);模拟计算得到的1-己烯分子在X型分子筛骨架结构上的吸附作用能为52.22 kJ/mol。

低硅/铝比X型分子筛(Li,Ca)-LSX的制备及其N_2吸附性能

以钠型低硅/铝比X型分子筛(Na-LSX)为原料,采用离子交换技术得到混合型低硅/铝比的(Li,Ca)-LSX分子筛,利用ICP-AES、TG和N2吸附-脱附多种表征手段,详细考察和比较了Na-LSX分子筛经过Li+与Ca2+交换前后的结构和性能变化。结果表明,LSX分子筛中阳离子的交换由易到难的顺序为Ca2+、Li+、Na+。影响分子筛对N2吸附性能的主要因素是其中阳离子大小和分布,以及阳离子与N2分子的结合力;它们首先影响分子筛的水含量和织构性能,最终影响分子筛对N2分子的吸附能力。

硅藻土水热合成X型分子筛

以硅藻土为原料,采用水热法合成X型分子筛,并考察了陈化时间、陈化温度、晶化时间、晶化温度、水钠比及钠硅比对X型分子筛晶相和静态饱和吸水量的影响,采用XRD、SEM、TG等手段对产品的理化性能进行表征。结果表明,X型分子筛的优化合成工艺条件为:晶化温度110℃,晶化时间5 h,陈化温度30℃,陈化时间30 min,水钠比(H_2O与Na_2O摩尔比)40,钠硅比(Na_2O与SiO_2摩尔比)1.4。合成的X型分子筛具有良好的结晶性能,形貌似立方八面体,且粒径均匀,热稳定性能与工业X型分子筛相近。

富含石英煤矸石制备13X型分子筛-活性炭及其对SO_2的吸附性能

以富含石英的煤矸石为主要原料,经NaOH 碱熔活化、水热反应合成出13X型分子筛G活性炭复合材料.首先将与NaOH 混合后的煤矸石在Ar气氛中高温活化,然后将活化后产物加入到一定浓度的NaOH 溶液中,分别研究了钠硅比、水钠比、陈化时间与晶化时间对产物的影响.最后,通过XRD、SEM考察了复合材料的物相及形貌,并研究其对SO2 的吸附性能.结果表明,产物为纯净的13X型分子筛G活性炭复合材料,晶形完好、平均粒径为1-2μm;其对SO2 吸附量为50.3mg/g.