专利名称：一种制备p1型沸石的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备Pl型沸石的方法，尤其是涉及以粉煤灰为原料制备单一沸石矿物种Pi型沸石的新方法。
背景技术：
Pl型沸石是一种典型的P型沸石，具有Gismodine型结构的结晶硅铝酸盐，晶内孔径小于O. 4 nm，通常具有8元环二维交叉孔道体系，在[100]和
方向孔道尺寸分别为
O.31 nm X0. 44 nm和O. 28 nmXO. 49 nm，在洗涤剂工业、石油化学工业、医药工业及环境保护等领域广泛应用。Pl型沸石由于对Ca2 +、Mg2+具有良好的交换作用以及很高的非离 子型表面活性剂吸附容量，且能提高洗涤剂配方中某些昂贵组分的稳定性等，因而可作为洗涤剂中三聚磷酸钠的替代品。此外，Pl型沸石可作为分离小分子气体的分子筛(如分离H2 / N2, H2 / CO2 等)。目前，粉煤灰已成中国工业固体污染中最大的单一污染源，对公众健康造成长期的巨大损害，因此，利用粉煤灰制备Pl型沸石可以变废为宝，以废治废，在环境治理方面存在巨大潜力。目前制备Pl型沸石主要采用水热法。但多数情况合成的产品具有两种以上的沸石，合成单一种类沸石的报道很少。为此，本发明提供了一种制备单一沸石矿物种Pi型沸石的方法。
发明内容
本发明的目的是解决目前合成沸石产品中有多种沸石存在的问题，为此提出一种以粉煤灰为原料制备单一沸石矿物种Pl型沸石的方法。一种制备Pl型沸石的方法，其具体步骤如下( I)将粉煤灰研磨、过筛；(2)将粉煤灰与质量分数为20%的盐酸混合，其中盐酸溶液与粉煤灰的液固比为9mL/g^ll mL/g，在70 V ^80 °C水浴中加热2小时，同时搅拌处理；(3)将经步骤(2)处理后的粉煤灰用去离子水清洗至滤液为中性，过滤烘干；(4)将步骤(3)所得粉煤灰与氢氧化钠和氢氧化钾混碱溶液混合，其中混碱溶液与粉煤灰的液固比为9 mL/g^ll mL/g，所述混碱溶液中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4mol/L，在7(T80 °C水浴中加热2小时，同时搅拌处理；(5)将步骤(4)所得粉煤灰用去离子水清洗至滤液为中性，过滤烘干；(6)在步骤(5)所得粉煤灰中添加石英粉、NaOH和蒸馏水，配成混合物，所述混合物中 Al2O3:Na2O:SiO2:H2O = I: (5 5.6): (3 3. 5) : (210 220);(7)将步骤(6)所得混合物置于微波炉中，设定温度为5(T70 °C，处理I小时；(8)将步骤(7)所得混合物置于高压反应釜中，陈化处理24小时；(9)将高压反应釜置于110 ^130 1下，晶化7、小时，得到晶化产物；
(10)对晶化产物进行过滤，用去离子水洗涤至滤液为中性，过滤烘干，即得单一沸石矿物种Pl型沸石。所述步骤(I)中所得到的粉煤灰的粒径为O. 8 rnnTO. 2 mm。本发明的有益效果为I.操作简单，原料易得；2.采用氢氧化钠和氢氧化钾混碱对粉煤灰进行活化，使粉煤灰的玻璃相溶解，有利于形成Pl沸石晶核；3.采用高压反应釜进行晶化，有利于反应彻底进行，缩短晶化时间；
4.合成的沸石产品为单一沸石矿物种Pl型沸石。
具体实施例方式本发明提供了一种制备Pl型沸石的方法，下面结合具体实施方式
对本发明做进一步说明。实施例I以火力发电厂所产粉煤灰为原料，将25克粉煤灰加入250毫升质量分数为20%的盐酸中，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰加入250毫升氢氧化钾与氢氧化钠的混碱溶液中，其中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰与石英粉、氢氧化钠固体、水配成比例为Al2O3:Na2O:Si02:H20 = 1:5. 4:3:216的混合物，将混合物置于微波炉中，设定温度为70 V,处理I小时后置于高压反应釜中，陈化24小时，然后将高压反应釜置于马弗炉中晶化8小时，晶化温度为120摄氏度，过滤，洗涤，在鼓风干燥箱中烘干，即得Pl型沸石。该产品经“X射线衍射分析”检测，沸石矿物种只有Pl型沸石一种，相对结晶度为99. 3%。实施例2以火力发电厂所产粉煤灰为原料，将25克粉煤灰加入250毫升质量分数为20%的盐酸中，置于水浴锅中，在75摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰加入250毫升氢氧化钾与氢氧化钠的混碱溶液中，其中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰与石英粉、氢氧化钠固体、水配成比例为Al2O3:Na2O:Si02:H20 = 1:5. 4:3:216的混合物，将混合物置于微波炉中，设定温度为70 V,处理I小时后置于高压反应釜中，陈化24小时，然后将高压反应釜置于马弗炉中晶化8小时，晶化温度为120摄氏度，过滤，洗涤，烘干，即得Pl型沸石。该产品经“X射线衍射分析”检测，沸石矿物种只有Pl型沸石一种，相对结晶度为99. 1%。实施例3以火力发电厂所产粉煤灰为原料，将25克粉煤灰加入250毫升质量分数为20%的盐酸中，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰加入250毫升氢氧化钾与氢氧化钠的混碱溶液中，其中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰与石英粉、氢氧化钠固体、水配成比例为Al2O3: Na2O: SiO2: H2O = 1:5:3:216的混合物，将混合物置于微波炉中，设定温度为70 °C，处理I小时后置于高压反应釜中，陈化24小时，然后将高压反应釜置于马弗炉中晶化8小时，晶化温度为120摄氏度，过滤，洗涤，烘干，即得Pl型沸石。该产品经“X射线衍射分析”检测，沸石矿物种只有Pl型沸石一种，结晶度为99. 2%。实施例4以火力发电厂所产粉煤灰为原料，将25克粉煤灰加入250毫升质量分数为20%的盐酸中，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰加入250毫升氢氧化钾与氢氧化钠的混碱溶液中，其中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L，置于水浴锅中，在75摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰与石英粉、氢氧化钠固体、水配成比例为Al2O3:Na2O:Si02:H20 = 1:5. 4:3:216的混合物，将混合物置于微波炉中，设 定温度为70 V,处理I小时后置于高压反应釜中，陈化24小时，然后将高压反应釜置于马弗炉中晶化8小时，晶化温度为120摄氏度，过滤，洗涤，烘干，即得Pl型沸石。该产品经“X射线衍射分析”检测，沸石矿物种只有Pl型沸石一种，结晶度为98. 9%。实施例5以火力发电厂所产粉煤灰为原料，将25克粉煤灰加入250毫升质量分数为20%的盐酸中，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰加入250毫升氢氧化钾与氢氧化钠的混碱溶液中，其中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L，置于水浴锅中，在80摄氏度的温度下加热并用自动搅拌器搅拌2小时，过滤，洗涤，烘干；将烘干的粉煤灰与石英粉、氢氧化钠固体、水配成比例为Al2O3:Na2O:Si02:H20 = 1:5. 4:3:216的混合物，将混合物置于微波炉中，设定温度为70 V,处理I小时后置于高压反应釜中，陈化24小时，然后将高压反应釜置于马弗炉中晶化8. 5小时，晶化温度为120摄氏度，过滤，洗涤，烘干，即得Pl型沸石。该产品经“X射线衍射分析”检测，沸石矿物种只有Pl型沸石一种，相对结晶度为99. 7%。
权利要求
1.一种制备Pl型沸石的方法，其特征在于，具体步骤如下 (1)将粉煤灰研磨、过筛； (2)将粉煤灰与质量分数为20%的盐酸混合，其中盐酸溶液与粉煤灰的液固比为9mL/g^ll mL/g，在70 0C ^80 °C水浴中加热2小时，同时搅拌处理； (3)将经步骤(2)处理后的粉煤灰用去离子水清洗至滤液为中性，过滤烘干； (4 )将步骤(3 )所得粉煤灰与氢氧化钠和氢氧化钾混碱溶液混合，其中混碱溶液与粉煤灰的液固比为9 mL/g"11 mL/g,所述混碱溶液中氢氧化钠和氢氧化钾的浓度均为4 mol/L,在7(T80 °C水浴中加热2小时，同时搅拌处理； (5)将步骤(4)所得粉煤灰用去离子水清洗至滤液为中性，过滤烘干； (6)在步骤(5)所得粉煤灰中添加石英粉、NaOH和蒸馏水，配成混合物，所述混合物中Al2O3:Na2O:SiO2:H2O = I: (5 5. 6) : (3 3. 5) : (210 220)； (7)将步骤(6)所得混合物置于微波炉中，设定温度为5(T70°C，处理I小时； (8)将步骤(7)所得混合物置于高压反应釜中，陈化处理24小时； (9)将高压反应釜置于110 130°C下，晶化7、小时，得到晶化产物； (10)对晶化产物进行过滤，用去离子水洗涤至滤液为中性，过滤烘干，即得单一沸石矿物种Pl型沸石。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于所述步骤(I)中所得到的粉煤灰的粒径为0. 8 mnTO. 2 mm。
全文摘要
本发明涉及一种制备P1型沸石的方法，尤其是涉及以粉煤灰为原料制备单一沸石矿物种P1型沸石的新方法。本发明将粉煤灰先后经盐酸及氢氧化钠和氢氧化钾混碱溶液处理后；再与石英粉、NaOH和蒸馏水，按比例配成混合物，再置于微波炉中加热处理；然后置于高压反应釜中，陈化处理及晶化反应后，得到单一沸石矿物种P1型沸石。本发明操作简单，原料易得；采用氢氧化钠和氢氧化钾混碱对粉煤灰进行活化，使粉煤灰的玻璃相溶解，有利于形成P1沸石晶核；采用高压反应釜进行晶化，有利于反应彻底进行，缩短晶化时间；合成的沸石产品为单一沸石矿物种P1型沸石。
文档编号C01B39/02GK102963903SQ20121050617
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者陈云琳, 周林 申请人:北京交通大学