專(zhuān)利名稱(chēng)：酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成沸石的方法，具體地說(shuō)是一種酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法。
背景技術(shù)：
沸石是具有規(guī)整孔道、較大比表面積、高水熱穩(wěn)定性的鋁硅酸鹽晶體，已被廣泛 地應(yīng)用在催化、吸附、分離等領(lǐng)域。早期沸石由化工原料與氫氧化鈉水熱合成，純度高，質(zhì) 量較好，然而生產(chǎn)成本較高，且原料來(lái)源受到限制，制約了合成沸石的應(yīng)用領(lǐng)域。為了降 低生產(chǎn)成本，許多含硅鋁的無(wú)機(jī)礦物和固體廢棄物被用來(lái)合成沸石以取代傳統(tǒng)化工原料。 為提高原料中Si(^成分浸出率，通常需要經(jīng)過(guò)酸化、堿熔或者熱堿液預(yù)浸處理。如蒙脫 石(南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué))，2001,37(1) ，97 103)、高嶺土 (ZL200610049766. 4)、 粉煤灰(ZL02138756. 7、 ZL200410084313. 4)、煤矸石(ZL200410064592. X)、膨潤(rùn)土 (ZL02156482. 5)等在經(jīng)過(guò)酸化、堿熔或者直接加堿后原位水熱晶化合成各種沸石。
凹凸棒石粘土 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)凹土 )是一種含水富鎂鋁硅酸鹽粘土礦物，目前已有以 其為原料合成沸石的專(zhuān)利和研究報(bào)道。如通過(guò)高溫(120°C 160°C )水熱堿浸下合成方沸 石、絲光沸石、4A沸石(CN101066766A);或者熱堿液浸出一定時(shí)間后添加鋁源溶液再水熱 晶化合成4A沸石(化工礦物與加工，2008，6，18 20);或者煅燒后熱堿液浸出再合成4A 沸石(非金屬礦，2008， 6， 7 9)和X型沸石(C訓(xùn)1337681A)。高溫水熱晶化、煅燒和熱堿 液浸出處理都可以促進(jìn)凹土中活性Si02成分的浸出，有利于沸石的合成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法，以?xún)r(jià)廉的凹凸 棒石粘土為原料，經(jīng)酸活化、添加堿和鋁源溶液后原位水熱晶化合成沸石，拓展凹土的應(yīng)用 價(jià)值。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該合成方法包括以下步驟首先，凹凸棒石粘土在熱酸 液中浸泡，隨后過(guò)濾、水洗和干燥；然后，酸活化凹凸棒石粘土添加堿液攪勻，再加入鋁源溶 液形成懸浮漿液；最后，懸浮漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥 得到沸石。 本發(fā)明的合成方法的具體步驟如下 1)在80 9(TC溫度下，凹凸棒石粘土按固液質(zhì)量體積比1 : 4加入到2 3腿C1 溶液中，浸泡12 24h，隨后過(guò)濾、水洗和干燥； 2)將酸活化的凹凸棒石粘土按固液質(zhì)量體積比1 : 4加入2 8MNaOH溶液，攪拌
均勻，隨后加入上述堿液體積的25% 100%的鋁源溶液，攪拌后得到懸浮漿液；其中鋁源
溶液為Al2 (S04) 3或NaA102溶液，Al3+離子摩爾濃度為0. 5 3mol/L ; 3)將懸浮漿液轉(zhuǎn)移到密封反應(yīng)釜中，在80 18(TC下水熱晶化5 48h，停止加熱
并將合成產(chǎn)品過(guò)濾、水洗和干燥，得到合成沸石產(chǎn)品。
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本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、合成方法以凹凸棒石粘土為原料，經(jīng)酸浸處理使凹凸棒 粘土轉(zhuǎn)化為無(wú)定形Si02，隨后添加堿液和鋁源溶液，在一定溫度下水熱晶化合成沸石，合成 方法簡(jiǎn)單，原料易得，生產(chǎn)成本低；2、調(diào)整合成條件可合成不同類(lèi)型的沸石。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明；應(yīng)理解，這些實(shí)施例只是為了
舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1將5g凹凸棒石粘土置于20ml的2mol/LHCl溶液中，在90。C下浸泡12h，過(guò)濾、水 洗和干燥；酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的2mol/LNaOH溶液中攪拌均勻，再加入5mL的 lmol/LNaA102溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在12(TC水熱晶化 48h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表征，為P型沸石。
實(shí)施例2將5g凹凸棒石粘土置于20ml的2. 5mol/LHCl溶液中，在85。C下浸泡18h，過(guò)濾、 水洗和干燥；酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的2. 5mol/LNaOH溶液中攪拌均勻，再加入5mL 的2mol/LAl2(S0》3溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在15(TC水熱 晶化36h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表征，為P型沸石。
實(shí)施例3將5g凹凸棒石粘土置于20ml的3mol/LHCl溶液中，在80。C下浸泡24h，過(guò)濾、水 洗和干燥；酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的3mol/LNaOH溶液中攪拌均勻，再加入5mL的 3mol/LNaA102溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在18(TC水熱晶化 24h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表征，為P型沸石。
實(shí)施例4 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例1 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的5mol/LNaOH 溶液中攪拌均勻，再加入20mL的lmol/LAl2(S04)3溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液 轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在8(TC水熱晶化5h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表征， 為A型沸石。
實(shí)施例5 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例2 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的4. 5mo1/ LNaOH溶液中攪拌均勻，再加入20mL的1. 4mol/LNaA102溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮 漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在8(TC水熱晶化12h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD 表征，為A型沸石。
實(shí)施例6 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例3 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的4mol/LNaOH 溶液中攪拌均勻，再加入20mL的1. 8mol/LAl2 (S04) 3溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿 液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在8(TC水熱晶化24h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表 征，為A型沸石。
實(shí)施例7 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例1 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的6mol/LNaOH溶液中攪拌均勻，再加入10mL的0. 5mol/LNaA102溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液 轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在150°C水熱晶化24h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表
征，為方鈉石。
實(shí)施例8 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例2 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的7mol/LNaOH 溶液中攪拌均勻，再加入lOmL的lmol/LAl2(S0》3溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液 轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在165t:水熱晶化12h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表
征，為方鈉石。
實(shí)施例9 5g凹凸棒石粘土酸活化同實(shí)例3 ;酸活化凹凸棒石粘土置于20ml的8mol/LNaOH 溶液中攪拌均勻，再加入10mL的1. 5mol/LNaA102溶液，攪拌均勻形成懸浮漿液；懸浮漿液 轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在180°C水熱晶化6h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得產(chǎn)品；產(chǎn)品的樣品經(jīng)XRD表征， 為方鈉石。
權(quán)利要求
酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法，其特征在于該合成方法包括以下步驟首先，凹凸棒石粘土加酸液浸泡活化；然后，酸活化的凹凸棒石粘土添加堿和鋁源溶液形成懸浮漿液；最后，懸浮漿液進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得到沸石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法，其特征在于包括如下 步驟1) 凹凸棒石粘土在80 90。C的2 3mol/LHCl溶液中浸泡12 24h ;2) 將酸活化凹凸棒石粘土按固液質(zhì)量體積比1 : 4加入堿液，隨后加入上述堿液體積 的25 100%的鋁源溶液攪拌形成懸浮漿液；其中，堿液為濃度2 8mol/LNa0H溶液，鋁 源溶液為0. 5 3mol/LNaA102或Al2 (S04) 3溶液;3) 懸浮漿液轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中在80 18(TC下進(jìn)行水熱晶化5 48h，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干 燥得沸石產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種酸活化凹凸棒石粘土合成沸石的方法，首先，凹凸棒石粘土在熱酸液中浸泡活化；然后，酸活化的凹凸棒石粘土依次添加堿液和鋁源溶液混合成懸浮漿液；最后，懸浮漿液進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得到沸石。本發(fā)明的合成方法以廉價(jià)的粗凹凸棒石粘土為原料，經(jīng)酸活化處理，添加堿液和鋁源溶液后原位水熱晶化合成沸石，合成方法簡(jiǎn)單，原料易得，生產(chǎn)成本低。
文檔編號(hào)C01B33/26GK101774604SQ20101001838
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者馮良東, 周琴娜, 固旭, 蔣金龍, 韓霞晨 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院