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膨润土合成沸石分子筛的研究进展

发布日期:2021-09-09 09:26:26浏览量:225
膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的层状铝硅酸盐矿物,它由两个硅氧四面体之间夹一个铝氧八面体构成典型的2∶1结构,其理论化学式为(1/2Ca,Na)x(H2O)4{(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2},硅铝含量较高,可作为合成沸石分子筛的原料。
 
在利用膨润土制备沸石分子筛时,通常采用酸化的方法来对膨润土进行活化,经过预处理活化后,膨润土矿物的2∶1层状晶体结构在酸化过程中被破坏,同时除去大部分Mg、Fe等杂质,成为合成沸石分子筛的活性硅铝源。将膨润土用浓HCl酸化后加入到NaOH溶液中形成凝胶,发现在膨润土合成分子筛的过程中,P型分子筛和Y型分子筛之间存在明显的竞争关系,得出在结晶温度为97℃、老化时间为20h、NaOH浓度为3mol/L的优化条件下可以得到结晶度较高的Y型分子筛。
 
虽然经过酸处理的膨润土具有较高的反应活性,但是酸化会溶出有用元素铝,而且对于石英等杂质无法去除,同时产生的废酸液也会对环境造成污染。将膨润土与NaOH以1∶1.4 的质量比在600℃下熔融6h,然后与水以1∶4的质量比混合,室温下陈化24h,80℃下晶化12h,不添加额外的硅铝源,制备出13X型分子筛,在25℃和1×105Pa条件下,所制备的分子筛在N2(CO2与N2体积比为37)气氛下具有较高的CO2捕集能力和较高的选择性,达到较高的吸附速率并表现出稳定的二氧化碳吸附-解吸循环性能。直接碱熔法虽然节省了部分铝源,将膨润土中的石英等杂质通过碱焙烧转化为沸石分子筛的有效组分即硅铝酸盐,但是需要高温条件,能耗较高,而且碱处理条件对沸石分子筛白度的影响较小,产品的白度主要受酸化条件的控制。
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