，即可清晰看到方沸石晶相，說明反應(yīng)到4h時方沸 石開始生成，隨著時間的延長，產(chǎn)物的衍射峰并沒有明顯的變化，說明結(jié)晶性基本不變，在 4h~12h的反應(yīng)時間下均方沸石晶相，在結(jié)晶性上沒有明顯區(qū)別。
[0051] 實施例12~13:
[0052] 該組實施例12~13采用蒙脫石原料，Na/Al為2 :1，液固比為0. 5,在不同的反應(yīng) 溫度下反應(yīng)l〇h，具體操作如下：
[0053] 以液固比為0. 5分別稱取去離子水和干燥的蒙脫石原料，按照Na/Al為2 :1稱取 氫氧化鈉和蒙脫石原料，氫氧化鈉溶于去離子水后加入蒙脫石原料中，攪拌均勻，結(jié)成小顆 粒，放入高壓反應(yīng)釜中，在下表所示的不同溫度下反應(yīng)l〇h，風干后在80°C下干燥24h，得到 反應(yīng)產(chǎn)物。
[0054] 實施例12~13反應(yīng)溫度、該溫度下的飽和蒸氣壓及產(chǎn)物組成如下表所示：
[0055]
[0056] 該組實施例12~13表示不同反應(yīng)溫度條件下產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如 圖6所示。從圖6中可以看出在160°C反應(yīng)溫度下，可觀察到方沸石礦物的結(jié)晶峰開始出 現(xiàn)，隨著溫度的升高，樣品衍射峰不斷增強，說明方沸石晶體結(jié)晶性逐漸提高，但240°C時生 成了雜質(zhì)長石。該組實施例12~13說明在160~240°C下均可生成方沸石礦物，只是產(chǎn)物 純度有所不同。
[0057] 實施例15~18 :
[0058] 該組實施例15~18采用伊利石原料，Na/Al摩爾比按照下表調(diào)整，固定液固比為 0. 25,在200°C的飽和水蒸汽下反應(yīng)12h。具體操作如下：
[0059] 按照液固比為0.25分別稱取去離子水和干燥的伊利石原料，按照下表Na/Al稱取 氫氧化鈉，氫氧化鈉溶于去離子水后加入伊利石原料中，攪拌均勻，結(jié)成小顆粒，放入高壓 反應(yīng)釜中，在200°C的飽和水蒸汽反應(yīng)12h，風干后在80°C下干燥24h，得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0060] 實施例15~18原料配比及產(chǎn)物組成如下表所示：
[0061]
[0062] 該組實施例15~18表示不同Na/Al條件下產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如圖 7所示。從圖7中可以看出Na/Al摩爾比為1 :1以上時，生成較純的方沸石晶相，而當Na/ A1為1. 7 :1時，對應(yīng)XRD圖譜的峰最高最尖銳，說明該配比下生成的方沸石結(jié)晶性最好，說 明原料中Na與A1的摩爾比為0. 7 :1~2. 5 :1條件下能生成較純的方沸石。
[0063] 實施例19~22 :
[0064] 實施例19~22采用伊利石原料，Na/Al摩爾比為1. 7 :1，液固比如下表，在200°C 的飽和水蒸汽下反應(yīng)12h。具體操作如下：按照下表不同的液固比分別稱取去離子水和干 燥的伊利石原料，按Na/Al為1. 7 :1稱取氫氧化鈉，氫氧化鈉溶于去離子水后加入伊利石原 料中，攪拌均勻，結(jié)成小顆粒，放入高壓反應(yīng)釜中，在200°C的飽和水蒸汽下反應(yīng)12h，風干 后在80°C下干燥24h，得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0065] 實施例19~22原料配比及產(chǎn)物組成如下表所示：
[0066]
[0067] 該組實施例19~22表示不同液固比條件下產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如圖 8所示。從圖8中可以看出，均生成了純度高、結(jié)晶性好的方沸石，說明在液固比為0. 15~ 0. 4范圍內(nèi)均能生成方沸石礦物。
[0068] 實施例23~26 :
[0069] 該組實施例23~26用伊利石原料，Na/Al為1. 7 :1，液固比為0. 3,200°C的反應(yīng)溫 度下，改變反應(yīng)時間進行，具體操作如下：按液固比為〇. 3分別稱取去離子水和干燥的伊利 石原料，按Na/Al為1. 7 :1稱取氫氧化鈉和，氫氧化鈉溶于去離子水后加入伊利石原料中， 攪拌均勻，結(jié)成小顆粒，放入高壓反應(yīng)釜中，在200°C的飽和水蒸汽下反應(yīng)不同時間，風干后 在80°C下干燥24h，得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0070] 實施例23~26反應(yīng)時間及產(chǎn)物組成如下表所示：
[0071]
[0072] 該組實施例23~26表示不同反應(yīng)時間產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如圖9所 示。從圖9中可以看出，反應(yīng)時間為4h時，即可清晰看到方沸石晶相，說明反應(yīng)到4h時方 沸石開始生成，隨著時間的延長，產(chǎn)物的衍射峰并沒有明顯的變化，說明產(chǎn)物結(jié)晶性基本不 變，該組實施例23~26表示在4h~12h的反應(yīng)時間下均方沸石晶相，在結(jié)晶性上沒有明 顯區(qū)別。
[0073] 實施例23~29 :
[0074] 該組實施例23~29采用伊利石原料，Na/Al為1. 7 :1，液固比為0.3,在不同的反 應(yīng)溫度下反應(yīng)l〇h，具體操作如下：按照液固比為0. 3分別稱取去離子水和干燥的伊利石原 料，按照Na/Al為1. 7 :1稱取氫氧化鈉，氫氧化鈉溶于去離子水后加入伊利石原料中，攪拌 均勻，結(jié)成小顆粒，放入高壓反應(yīng)釜中，在不同溫度下反應(yīng)l〇h，風干后在80°C下干燥24h， 得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0075] 實施例23~29反應(yīng)溫度、該溫度下的飽和蒸氣壓及產(chǎn)物組成如下表所示：
[0076]
[0077] 該組實施例23~29表示不同反應(yīng)溫度條件下產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如 圖10所示。從圖10中可以看出在160°C反應(yīng)溫度下，即可觀察到方沸石礦物的結(jié)晶峰，說 明方沸石晶體在該溫度下即可生成，并且，隨著溫度的升高，樣品衍射峰不斷增強，說明方 沸石晶體結(jié)晶性逐漸提高。該組實施例說明在160~240°C下均可生成方沸石礦物，只是產(chǎn) 物結(jié)晶性有所不同。
[0078] 值得說明的是：在上述實施例1~29中，均以NaOH為添加劑提供Na源，其中實施 例2、5和11 ;實施例10和13 ;實施例17和20 ;實施例21和26 ;實施例25和28是在完全 的相同條件下進行的，多次列舉是為了表述更加清晰，并且與XRD圖譜相對應(yīng)，方便讀者理 解。
[0079] 實施例29~32 :
[0080] 該組實施例29~32采用伊利石原料，Na/Al為1. 7 :1，以NaCl部分替代NaOH為 鈉源，固定液固比為〇. 3,在200°C的飽和水蒸汽下反應(yīng)10h，具體操作如下：
[0081] 按照液固比為0. 3分別稱取去離子水和干燥的伊利石原料，按照質(zhì)量比氯化鈉： 氫氧化鈉=〇~2 :1稱取一定量的氫氧化鈉和氯化鈉，保證原料中Na/Al為1. 7 :1，將氫氧 化鈉和氯化鈉溶于去離子水后加入伊利石原料中，攪拌均勻，結(jié)成小顆粒，放入高壓反應(yīng)釜 中，在200°C的飽和水蒸汽下反應(yīng)10h，風干后在80°C下干燥24h，得到反應(yīng)產(chǎn)物。
[0082] 實施例29~32的不同氫氧化鈉和氯化鈉配比下產(chǎn)物組成如下表所示：
[0083]
[0084] 該組實施例29~32表示不同NaOH:NaCl下產(chǎn)物X射線粉末衍射（XRD)圖譜如圖 11所示。從圖11中可以看出各樣品種均可觀察到方沸石礦物的結(jié)晶峰，只是產(chǎn)物純度有所 不同，此組實施例29~32說明NaCl可以部分替代NaOH生成方沸石，但其活潑性較NaOH 差。
[0085] 用蒙脫石原料，Na/Al摩爾比為2 :1液固比為0. 5在200°C下反應(yīng)12h，所得產(chǎn)物 的FESEM形貌如圖12所示，該條件下生成的方沸石晶粒的形態(tài)為尺寸在5~10μπι左右形 狀較規(guī)則的小顆粒。
【主權(quán)項】
1. 一種以土壤粘土礦物為原料生成沸石的方法，其特征是：以粘土礦物為原料，烘干 并檢測其中的元素含量；以NaOH和NaCl為鈉源，同時NaOH提供堿性環(huán)境；再按照摩爾比 為Na:A1 = 0. 7~3 :1稱取土壤粘土礦物和鈉源，按照質(zhì)量比水：土壤粘土礦物=0. 15~ 0. 75 :1稱量水；將NaOH或NaCl溶于水后加入土壤粘土礦物中，混合均勻后，置于反應(yīng)爸 中；在溫度為120°C~240°C的飽和水蒸汽下處理4~12h，最后干燥后，即得反應(yīng)產(chǎn)物沸 石； 上述土壤粘土礦物為市售的蒙脫石原料或伊利石原料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以土壤粘土礦物為原料生成沸石的方法，其特征是：所 述土壤粘土礦物為蒙脫石原料時，按照Na:A1的摩爾比為1. 5~3 :1稱量土壤粘土礦物和 納源。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以土壤粘土礦物為原料生成沸石的方法，其特征是：所 述土壤粘土礦物為伊利石原料時，按照Na:A1的摩爾比為0. 7~2. 5 :1稱量土壤粘土礦物 和鈉源。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以土壤粘土礦物為原料生成沸石的方法，其特征是：所 述的鈉源為按照摩爾比氯化鈉：氫氧化鈉=〇~2 :1稱量NaCl和NaOH。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以土壤粘土礦物為原料生成沸石的方法，屬于礦物合成技術(shù)領(lǐng)域。以粘土礦物為原料，烘干并檢測其中的元素含量；以NaOH和NaCl為鈉源，NaOH提供堿性環(huán)境；按照Na：Al的摩爾比為0.7～3：1稱量土壤粘土礦物和鈉源，按照水：粘土礦物的質(zhì)量比為0.15～0.75：1稱量水，將NaOH，或NaOH和NaCl溶于水后加入土壤粘土礦物中；接著，將它們置于反應(yīng)釜中，在溫度為120℃～240℃的飽和水蒸汽下處理4～12h，干燥后，即得反應(yīng)產(chǎn)物沸石；上述土壤粘土礦物為市售的蒙脫石原料或伊利石原料，上述鈉源是按照摩爾比稱量氯化鈉：氫氧化鈉＝0～2：1。本發(fā)明工藝簡便，經(jīng)濟效益高，得到的產(chǎn)物方沸石較為純粹的。
【IPC分類】C01B39/46
【公開號】CN105417554
【申請?zhí)枴緾N201510964548
【發(fā)明人】景鎮(zhèn)子, 袁源, 陳雨倩, 苗嘉俊, 蔡坤川
【申請人】同濟大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月21日