專(zhuān)利名稱(chēng)：以凹凸棒石粘土為原料合成x型沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以凹凸棒石粘土為原料合成x型沸石的方法，具 體地說(shuō)是一種以煅燒凹凸棒石粘土為硅源合成x型沸石的方法。
背景技術(shù)：
X型沸石是一種具有9-10A孔徑的多孔硅鋁酸鹽，是工業(yè)上用量 較大的沸石之一。作為吸附劑，主要用于空分裝置原料氣的凈化、各 種氣體的干燥、天然氣和液態(tài)烴等的脫硫。X型沸石具有一定的離子 交換能力，經(jīng)過(guò)離子交換后的改性X型沸石可作為有機(jī)反應(yīng)的催化 劑。X型沸石最早由商品水玻璃和鋁酸鈉混合成膠后水熱晶化制備
(USP2882244)，存在生產(chǎn)成本較高的缺點(diǎn)。為降低生產(chǎn)成本，陸續(xù) 出現(xiàn)了以無(wú)機(jī)礦物為原料制備X型沸石的方法，如以鋁土礦、高嶺 土 (ZL98117045.5)、煤矸石(ZL00119586.7)、粉煤灰(JMaterSyn Proc,2002， 143 148)、葉臘石(石油化工，1980， 468~470)、鉀長(zhǎng)石
(巖石礦物學(xué)雜志，2003， 167~172)、紅輝沸石(硅酸鹽學(xué)報(bào)，2004， 997-1002)和油頁(yè)巖(Fuel, 2005， 2289 2294)等含硅鋁的無(wú)機(jī)礦物 通過(guò)焙燒、堿浸、水熱晶化得到X型沸石。凹凸棒石粘土 (以下簡(jiǎn)稱(chēng)凹土)是一種層鏈狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂鋁
硅酸鹽粘土礦物，理想分子式為Mg5Si802()(OH)2(OH2)4*4H20，理論化 學(xué)成分為Si0256.96%; (Mg，Al，F(xiàn)e)O23.83%; H20 19.21%?？梢?jiàn)凹
土中含有較多的Si02成分，因此凹土可作為沸石合成的硅源。目前以 其為原料通過(guò)水熱堿浸處理可合成方沸石、絲光沸石和A型沸石
(CN101066766A)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以凹凸棒石粘土為原料合成X型沸石 的方法，通過(guò)該方法以?xún)r(jià)廉的凹土為原料合成經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的X型 沸石，拓展凹土的應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明的方法包括以下步驟首先，高溫煅燒凹土；然后，酸化 高溫煅燒后凹土；其次，堿浸酸化后的凹土得含Na2Si03的浸出液； 最后，浸出液中添加鋁源和堿進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干 燥得X型沸石。
本發(fā)明的方法具體步驟如下
1) 凹土在600~800 。C下焙燒l 6h;
2) 將煅燒后的凹土經(jīng)酸性溶液浸泡、過(guò)濾、水洗，其中，酸性 溶液為HC1或H2S(V溶液，質(zhì)量濃度為5~20°/。；
3) 將酸化后凹土按固液比1: 4加入堿性溶液活化，過(guò)濾，得到 含Na2Si03的浸出液；其中堿性溶液為NaOH溶液，濃度為 5 10mol/l，，處理溫度為80 100°C，處理時(shí)間為l~6h;
4) Na2Si03的浸出液按1: 1.25體積比添加鋁源溶液進(jìn)行水熱晶
化，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得X型沸石；其中，鋁源溶液依以下成份
質(zhì)量比組成，KOH: NaOH: NaA102: H2O=1.02 1.61: 2.18 3.77: 1 1.72: 9.92，在70~100 。C水熱晶化5 36h。
本發(fā)明的方法以廉價(jià)的凹土為資源合成經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的X型沸 石，降低了生產(chǎn)成本，拓展了凹土的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為X型沸石的XRD圖
圖2為X型沸石的SEM圖
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，而非以任何方式限制本發(fā)明的范 圍。
實(shí)施例1
在600。C下煅燒凹土2h;然后在常溫下將10g煅燒凹土用10%的 HC1溶液浸泡lh除鐵，過(guò)濾，水洗至中性；隨后將其置于40ml的 5mol/L的NaOH溶液中，在80。C下攪拌2h，過(guò)濾，得到含Na2Si03 的濾液；分別將8.12g KOH、 19g NaOH和7.21gNaA102加入到50g 的H20中，攪拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h， 混合液在10(TC下水熱晶化5h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石， 經(jīng)XRD和SEM表征具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌， 結(jié)晶度為92%。 實(shí)施例2
凹土的煅燒、酸化和堿浸同實(shí)例1，得到含Na2Si03的濾液；分別將6.38g KOH、 19g NaOH和8.12gNaA102加入到50g的H20中， 攪拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在80 匸下水熱晶化12h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石，經(jīng)XRD和 SEM表征具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為95 %。
實(shí)施例3
凹土的煅燒、酸化和堿浸同實(shí)例1，得到含Na2Si03的濾液；分 別將5.16g KOH、 19g NaOH和5.04gNaAlO2加入到50g的H20中， 攪拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在70 "C下水熱晶化36h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石經(jīng)XRD和SEM 表征圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為98%。 實(shí)施例4
凹土的煅燒、酸化同實(shí)例1;將其置于40ml的7mol/L的NaOH 溶液中，在9(TC下攪拌4h，過(guò)濾，得到含Na2Si03的濾液；分別將 8.12gKOH、 15.8gNaOH和6.48gNaAlO2加入到50g的H2O中，攪 拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在8(TC 下水熱晶化18h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石經(jīng)XRD和SEM 表征具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為95%。 實(shí)施例5
凹土的煅燒、酸化同實(shí)例1;將其置于40ml的10mol/L的NaOH 溶液中，在80。C下攪拌6h，過(guò)濾，得到含Na2Si03的濾液；分別將 8.12gKOH、 11gNaOH和7.92gNaAlO2加入到50g的H2O中，攪拌均 勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在90。C下水
熱晶化18h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石經(jīng)XRD和SEM表征 具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為100%。 實(shí)施例6
凹土的煅燒、酸化和堿浸同實(shí)例1，得到含Na2Si03的濾液；分 別將6.38gKOH、 19gNaOH和5.76gNaA102加入到50g的H20中，攪 拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在100 'C下水熱晶化12h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石，經(jīng)XRD和 SEM表征具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為100 %。
實(shí)施例7
凹土的煅燒、酸化和堿浸同實(shí)例1，得到含Na2Si03的濾液；分 別將7.31gKOH、 19gNaOH和5.76gNaA102加入到50g的H20中，攪 拌均勻，隨后倒入上述Na2Si03濾液，繼續(xù)攪拌2h，混合液在8(TC 下水熱晶化24h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥得到X型沸石經(jīng)XRD和SEM 表征具有圖1和圖2所示X型沸石的晶型和形貌，結(jié)晶度為99%。
權(quán)利要求
1.以凹凸棒石粘土為原料合成X型沸石的方法，其特征在于包括以下步驟首先，高溫煅燒凹土；然后，酸化高溫煅燒后凹土；其次，堿浸酸化后的凹土得含Na2SiO3的浸出液；最后，浸出液中添加鋁源和堿進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得X型沸石。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以凹凸棒石粘土為原料合成X型沸石 的方法，其特征在于該方法具體步驟如下1) 凹凸棒石粘土在溫度600-800'C下焙燒1 6h;2) 將煅燒后的凹凸棒石粘土經(jīng)酸性溶液浸泡、過(guò)濾、水洗，其 中，酸性溶液為HC1或H2S04溶液，質(zhì)量濃度為5-20%;3) 將酸化后凹土按固液比1: 4加入堿性溶液中活化，過(guò)濾，得 到含Na2Si03的浸出液；其中堿性溶液為NaOH溶液，濃度為 5-10mo1/1，處理溫度為80-100°C，處理時(shí)間為l-6h;4) Na2Si03的浸出液按1: 1.25體積比添加鋁源溶液進(jìn)行水熱晶 化，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得X型沸石；其中，鋁源溶液依以下成份 質(zhì)量比組成，KOH: NaOH: NaA102: H2O=1.02 1.61: 2.18 3.77: 1 1.72: 9.92，在70~100 。C水熱晶化5 36h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以凹凸棒石粘土為原料合成X型沸石的方法，首先，高溫煅燒凹土；然后，酸化高溫煅燒后凹土；其次，堿浸酸化后的凹土得含Na₂SiO₃的浸出液；最后，浸出液中添加鋁源溶液進(jìn)行水熱晶化合成，經(jīng)過(guò)濾、水洗和干燥得X型沸石。本發(fā)明方法以?xún)r(jià)廉的凹土為原料合成經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的X型沸石，拓展了凹土的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C01B39/22GK101337681SQ20081002252
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月15日
發(fā)明者旭 固, 李效棠, 李登好, 蔣金龍, 金葉玲 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院