低溫超聲波晶化法快速合成納米x型分子篩的方法

2023-05-15 12:57:11

專利名稱：低溫超聲波晶化法快速合成納米x型分子篩的方法
技術領域：
本發明涉及到一種合成納米X型分子篩的方法，尤其是涉及到一種無模板劑，低溫條件
下快速合成顆粒均勻的納米x型分子篩。
背景技術：
x型分子篩的用途廣泛，如可作為催化劑、乾燥劑和吸附劑，用於氣體分離，廢水處理 等，早已引起眾多研究者的關注。目前分子篩的製備方法主要有水熱法(無機材料學報，2001， 16: 63 68)、微波法(石油學報，1999， 15: 89 91)、空間限制法(Chin. Chem. Lett., 2002, 13:385 388)等，但就合成X型分子篩而言， 一般都採用水熱法，但水熱法耗能，反應周期 長，顆粒的粒徑大且分布寬(l 10nm)。其他報導還有Xu (MicroporousandMes叩orous Materials,2004, 75 :173 181)等禾口Decio Coutinho (Microporous and Mesoporous Materials ,2002,52 : 79 91)等分別採用微波-水熱法和脈衝雷射沉積法製備NaX分子篩膜。 微波法雖合成速度快但合成量少，但工業化尚存在問題。空間限制法能合成納米分子篩，但 高溫去除惰性介質會引起嚴重的團聚。
超聲波化學是指利用聲空化能加速和控制化學反應,提高反應產率和引發新的化學反應 的一門新的交叉學科。超聲波可通過液體介質向四周傳播，並在液體介質中產生超聲空化現 象，液體中的微小泡核在聲波作用下被激活，表現為泡核的振蕩生長、收縮乃至崩漬等一系 列動力學過程。在空化泡崩潰的極短時間內，會在其周圍極小空間內產生1卯0 5200K的 高溫和超過50MPa的高壓，瞬時溫度變化率高達l(^K/s並伴有強烈的衝擊波和瞬時速度高達 400km/h的微射流。這些現象可以增加非均相反應的表面積，改善界面間的傳質速率，促進 新相的形成，已廣泛應用於粉體材料的製備。目前，超聲波合成分子篩的報導極少，只有用 超聲波合成4A分子篩(高等學校化學學報,2005，26(9):1603 1606)和介孔MCM-41 (Microporous and Mesoporous Materials ，2004, (74): 37 47)。尚未有採用超聲波法合成X型分子篩的報導發表。

發明內容
本發明提供一種x型分子篩的合成方法，尤其是提供一種無模板劑，低溫條件下超聲波 晶化法快速合成均勻的納米X型分子篩的方法。該法的工藝流程為把鋁源加入pH〉14的 NaOH溶液中，攪拌溶解至澄清，得到溶液A;把矽源慢慢滴加到A中，劇烈攪拌數小時， 得到凝膠溶液B，物質的摩爾比為Na20:Si02:Al203:H2O5 ll: 3.0 4.0:1: 100 240，把B 放入溫度為30 8(TC的水浴中超聲波晶化20 80min,合成的產物經洗滌，過濾，乾燥，最 後得到納米X型分子篩。
所述的鋁源為硫酸鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁、偏鋁酸鈉或鋁酸鈉。
所述的矽源為水玻璃、正矽酸乙酯、矽酸、二氧化矽或矽溶膠。
所述的超聲波功率為120W。
合成的納米X型分子篩顆粒均勻5 40nm,該法操作十分簡單易行，合成溫度低，合成 時間短，得到顆粒均勻的納米X型分子篩。
本發明的有益效果是:本發明提供了一種不需加有機模板劑，不需空間限制劑，不需陳 化，在低溫條件下就可快速合成均勻的納米X型分子篩的方法。


圖1是合成X型分子篩的X射線衍射(XRD)圖。 圖2是合成X型分子篩的透射電鏡(TEM)照片之一。 圖3是合成X型分子篩的透射電鏡(TEM)照片之二。
具體實施例方式
實例l.
稱取氫氧化鈉19.0g,溶於80.0g水中，再加入10.0g鋁酸鈉，使之澄清，轉入三口燒瓶 中，再滴加矽溶膠34.5g，劇烈攪拌6 18h，在30 8(TC的水浴中超聲波晶化20 80min， 反覆用0.01mol/L的氫氧化鈉溶液洗滌，過濾，乾燥後即可得到納米X型分子篩。
實例2
稱取氫氧化鈉32.0g，溶於110.0g水中，再加入10.0g鋁酸鈉，使之澄清，轉入三口燒瓶 中，再滴加矽溶膠48.5g，劇烈攪拌6 18h，在30 80。C的水浴中超聲波晶化20 80min， 反覆用0.01mol/L的氫氧化鈉溶液洗滌，過濾，乾燥即可得到納米X型分子篩。
實例3
稱取氫氧化鈉40.5g，溶於170.0g水中，再加入16.0g鋁酸鈉，使之澄清，轉入三口燒瓶 中，再滴加矽溶膠52.5g，劇烈攪拌6 18h，在30 80。C的水浴中超聲波晶化20 80min， 反覆用0.01mol/L的氫氧化鈉溶液洗滌，過濾，乾燥即可得到納米X型分子篩。
實例4
稱取氫氧化鈉51.6g,溶於210.0g水中，再加入19.0g鋁酸鈉，使之澄清，轉入三口燒瓶 中，再滴加矽溶膠60.0g，劇烈攪拌6 18h，在30 8(TC的水浴中超聲波晶化20 80min， 反覆用0.01mol/L的氫氧化鈉溶液洗滌，過濾，乾燥即可得到納米X型分子篩。
權利要求
1.一種低溫超聲波晶化法快速合成納米X型分子篩的方法，其步驟包括(a)取NaOH溶於水中，使其澄清；(b)加入鋁源到(a)配製的溶液中，攪拌使其澄清；(c)再滴加矽源到(b)配製的溶液中，攪拌6～18h，形成白色凝膠，其摩爾比為Na2O∶SiO2∶Al2O3∶H2O＝5～11∶3～4∶1∶100～240；(d)把(c)得到的凝膠在溫度為30～80℃的低溫條件下超聲波晶化，經洗滌，過濾，乾燥，得到納米X型分子篩。
2. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於所述的(a)中鹼溶液的pH〉14。
3. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於所述的(b)中鋁源為硫酸鋁、硝酸鋁、異 丙醇鋁、偏鋁酸鈉或鋁酸鈉。
4. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於所述的(c)中矽源為水玻璃、正矽酸乙酯、 矽酸、二氧化矽或矽溶膠。
5. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於步驟(d)中的超聲波晶化時間為20 80min， 超聲波功率為120W。
6. 根據權利要求1所述的合成方法，其特徵在於合成的納米X型分子篩顆粒均勻5 40nm。
全文摘要
本發明公開了一種低溫超聲波晶化法快速合成納米X型分子篩的方法，尤其涉及一種無模板劑，低溫條件下超聲波晶化法快速合成均勻的納米X型分子篩的方法；該方法的工藝流程為把鋁源加入pH＞14的NaOH溶液中，攪拌溶解至澄清，得到溶液A；把矽源慢慢滴加到A中，劇烈攪拌數小時，得到凝膠溶液B，把B放入溫度為30～80℃的水浴中超聲波晶化20～80min，合成的產物經洗滌，過濾，乾燥，最後得到X型分子篩；該法操作十分簡單易行，合成溫度低，合成時間短，得到顆粒均勻的納米X型分子篩。
文檔編號C01B39/22GK101177280SQ200710031268
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月6日 優先權日2007年11月6日
發明者倩 餘, 堅 餘, 林 餘, 明 孫, 雷 張, 李朝聖, 李永峰, 郝志峰 申請人:廣東工業大學