以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供利用稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，其特征在于采用以下步驟：（1）采用自蔓延法燃燒稻殼制得稻殼灰；（2）采用高壓堿反應(yīng)法制得硅鈉溶液，再將硅鈉溶液加適量的正丁胺C4H9NH2得A液；在80~85℃下將NaAlO2加適量去離子水得B液；在強(qiáng)烈攪拌下將B液緩慢加到A液中，繼續(xù)攪拌4h導(dǎo)入壓力溶彈中，在170~180℃下晶化48~60h，洗滌、過(guò)濾和干燥后置入1MNaOH溶液中，在60~65℃下攪拌4~6h，再洗滌，過(guò)濾，干燥，最后在550℃下焙燒5h即得絲光沸石分子篩。本發(fā)明制備的絲光沸石分子篩的Ca2+交換容量在355（mg/g）以上，可用于吸附、分離、催化劑和石油化工等領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，屬于無(wú)機(jī)非金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]分子篩具有良好的催化性能、吸附性能和離子交換性，在洗滌劑、石化、醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。絲光沸石分子篩是一種納米介孔材料，具有更高的硅鋁比，所以具有更高的熱穩(wěn)定性，抗水蒸汽性及耐酸性，作為一種優(yōu)良催化劑，具有優(yōu)良的離子交換、催化和吸附性能，在精細(xì)化學(xué)工業(yè)石油化學(xué)工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、建材和環(huán)境保護(hù)等許多領(lǐng)域中具有廣泛的用途和巨大的應(yīng)用潛力。傳統(tǒng)低溫水熱合成工藝制備的絲光沸石分子篩純度高、性能好且穩(wěn)定，但其制備原料為正硅酸乙酯、硅膠、水玻璃等化工原料，價(jià)格較高且來(lái)源有限，致使制備成本居高不下，嚴(yán)重制約了絲光沸石分子篩的大規(guī)模使用和應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓寬。因此，世界各國(guó)致力于尋找價(jià)格低廉且來(lái)源廣泛的天然鋁硅酸鹽礦物原料，如硅藻土、珍珠巖、浮巖、鉀長(zhǎng)石和天然紅輝沸石等替代化工原料制備絲光沸石分子篩。
[0003]中國(guó)是水稻種植大國(guó)，年產(chǎn)稻谷在2億t以上,加工后可得稻殼4000余萬(wàn)t，稻殼不易吸水，直接施放到田間作肥料又不易腐爛?，F(xiàn)階段大多作為初級(jí)燃料燃燒，綜合利用率低。稻殼中主要成分為碳?xì)浠衔?，此外還含有15~18%的無(wú)定形水合二氧化娃,燃燒后的稻殼灰中含有90%以上的火山巖型高活性二氧化硅。因此稻殼的綜合利用具有重要意義，這不僅能解決大量農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物的污染問(wèn)題，而且還能充分利用資源。目前稻殼硅的開(kāi)發(fā)利用以從稻殼中提取SiO2為主，而以稻殼硅為原料合成A型和P型分子篩已有報(bào)道，本發(fā)明利用稻殼硅制備高鈣離子交換能力的絲光沸石介孔分子篩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種利用農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼為原料、操作簡(jiǎn)便、成本低、產(chǎn)品性能優(yōu)良的絲光沸石分子篩的制備新工藝。其技術(shù)內(nèi)容為:
以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，其特征在于采用以下步驟:(I)采用自蔓延法燃燒稻殼制得稻殼灰；(2)采用高壓堿反應(yīng)法制得硅鈉溶液，再將硅鈉溶液加適量的正丁胺C4H9NH2得A液；在8(T85°C下將NaAlO2加適量去離子水得B液；在強(qiáng)烈攪拌下將B液緩慢加到A液中，繼續(xù)攪拌4 h導(dǎo)入壓力溶彈中，在17(Tl80°C下晶化48飛O h，洗滌、過(guò)濾和干燥后置入IM NaOH溶液中，在60~65°C下攪拌4~6 h,再洗漆,過(guò)濾,干燥,最后在550°C下焙燒5 h即得絲光沸石分子篩。
[0005]所述的一種利用稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的工藝，特征在于:步驟(1)中采用自蔓燃法燃燒稻殼，燃燒溫度控制在50(T60(TC，保溫時(shí)間為4飛h，磨細(xì)，過(guò)200目篩，得到平均粒徑為4(T60 nm、SiO2含量為92.31%的納米稻殼灰。
[0006]所述的利用稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，特征在于:步驟(2)中采用高壓堿反應(yīng)法制得硅鈉溶液的具體步驟是將稻殼灰、NaOH和去離子水按比例混合后置于150°C的高壓反應(yīng)釜中攪拌5 h，取出后濾去殘?jiān)玫郊儍舻墓桠c溶液；A液和B液中各物質(zhì)的摩爾量比為 Si02:Na20=6，SiO2:Al2O3=IOO, SiO2: C4H9NH2=3，H2O:Si02=60，其中 B 液中所加的去離子水為總水量的2/3。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)為:
1、采用自蔓延法制備的具有二氧化硅含量高達(dá)92%以上的納米級(jí)稻殼灰，易于后續(xù)的提純和分子篩的制備；
2、所制備的絲光沸石分子篩的鈣離子交換能力高達(dá)355(mg/g)以上。
[0008]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是絲光沸石分子篩的XRD圖；
圖2是絲光沸石分子篩的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]實(shí)施例一:
1、稻殼灰的制備:米用自蔓燃法燃燒稻殼，燃燒溫度控制在500°c,保溫時(shí)間為6h,磨細(xì)，過(guò)200目篩，得到平均粒徑為50 nm左右、二氧化硅含量為92.31%的納米稻殼灰；
2、絲光沸石分子篩的制備:將稻殼灰、NaOH和去離子水按比例混合后置于150°C的高壓反應(yīng)釜中攪拌5 h，取出后濾去殘?jiān)玫郊儍舻墓桠c溶液，再將硅鈉溶液加適量的正丁胺C4H9NH2得A液；在80°C下將NaAlO2加適量去離子水得B液;A液和B液中各物質(zhì)的摩爾量比為 Si02:Na20=6，SiO2:Al2O3=IOO, SiO2: C4H9NH2=3，H2O:Si02=60，其中 B 液中所加的去離子水為總水量的2/3 ;在強(qiáng)烈攪拌下將B液緩慢加到A液中，繼續(xù)攪拌4 h導(dǎo)入壓力溶彈中，在170°C下晶化60 h，洗滌、過(guò)濾和干燥后置入IM NaOH溶液中，在60°C下攪拌6 h，再洗滌，過(guò)濾，干燥，最后在550°C下焙燒5 h即得絲光沸石分子篩。
[0010]實(shí)施例二
1、稻殼灰的制備:采用自蔓燃法燃燒稻殼，燃燒溫度控制在600°c，保溫時(shí)間為4h，磨細(xì)，過(guò)200目篩，得到平均粒徑為50 nm左右、二氧化硅含量為92.31%的納米稻殼灰；
2、絲光沸石分子篩的制備:將稻殼灰、NaOH和去離子水按比例混合后置于150°C的高壓反應(yīng)釜中攪拌5 h，取出后濾去殘?jiān)玫郊儍舻墓桠c溶液，再將硅鈉溶液加適量的正丁胺C4H9NH2得A液；在85°C下將NaAlO2加適量去離子水得B液;A液和B液中各物質(zhì)的摩爾量比為 Si02:Na20=6，SiO2:Al2O3=IOO, SiO2: C4H9NH2=3，H2O:Si02=60，其中 B 液中所加的去離子水為總水量的2/3 ;在強(qiáng)烈攪拌下將B液緩慢加到A液中，繼續(xù)攪拌4 h導(dǎo)入壓力溶彈中，在180°C下晶化48 h，洗滌、過(guò)濾和干燥后置入IM NaOH溶液中，在65°C下攪拌4 h，再洗滌，過(guò)濾，干燥，最后在550°C下焙燒5 h即得絲光沸石分子篩。
【權(quán)利要求】
1.以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，其特征在于采用以下步驟:(I)采用自蔓延法燃燒稻殼制得稻殼灰；(2)采用高壓堿反應(yīng)法制得硅鈉溶液，再將硅鈉溶液加適量的正丁胺C4H9NH2得A液；在8(T85°C下將NaAlO2加適量去離子水得B液；在強(qiáng)烈攪拌下將B液緩慢加到A液中，繼續(xù)攪拌4 h導(dǎo)入壓力溶彈中，在17(Tl80°C下晶化48飛O h，洗滌、過(guò)濾和干燥后置入IM NaOH溶液中，在60~65°C下攪拌4~6 h,再洗漆,過(guò)濾,干燥,最后在550°C下焙燒5 h即得絲光沸石分子篩。
2.如權(quán)利要求1所述的以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，特征在于:步驟(O中采用自蔓燃法燃燒稻殼，燃燒溫度控制在50(T60(TC，保溫時(shí)間為4飛h，磨細(xì)，過(guò)200目篩，得到平均粒徑為40飛0 nm、SiO2含量為92.31%的納米稻殼灰。
3.如權(quán)利要求1所述的以稻殼為硅源制備絲光沸石分子篩的新工藝，特征在于:步驟(2)中采用高壓堿反應(yīng)法制得硅鈉溶液的具體步驟是將稻殼灰、NaOH和去離子水按比例混合后置于150°C的高壓反應(yīng)釜中攪拌5 h，取出后濾去殘?jiān)玫郊儍舻墓桠c溶液；A液和B液中各物質(zhì)的摩爾量比為 SiO2:Na20=6，SiO2: Al2O3=IOO, SiO2: C4H9NH2=3，H2O: Si02=60，其中 B 液中所加的去離子水 為總水量的2/3。
【文檔編號(hào)】C01B39/26GK103991881SQ201410234536
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】許珂敬, 史曉慧, 張迎迎 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)