专利名称：一种变色脱水剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种分子筛脱水剂，特别是能显示脱水程度的变色脱水剂及其制备方法。
在半导体元件、金属热处理、有机合成等工业生产和科研工作中，需要深度脱水的气体、有机溶剂。例如气体露点为-80℃～-90℃，溶剂水浓度＜10Hg/ml。虽然有许多脱水方法和各种干燥剂可供选用，但要真正达到这一指标尚存在一些问题。其原因是工业上普遍使用的干燥剂如分子筛、实验室使用的活性氧化铝，无水过氯酸镁等，其使用寿命和干燥深度受原料水含量，物料线速，干燥剂本身活性等影响，因此干燥剂是否失效，干燥程度如何？如果没有分析数据，通常只是推算和估计。就上述原因，德国GER Offen 1298310提出一种变色脱水剂，它采用5A·分子筛5g/与0.2NAgNo3浸渍3小时，在350℃下干燥活化再生，制成高10mm，直径3mm的水量指标器，在水含量＞100×10-6V/V时，由橙色变为灰白色，其缺点是脱水深度低、银含量高。
本发明的目的是提供一种变色脱水剂，能深度脱除气体或有机溶剂中的水，并能给予颜色指示，而且银含量低。
本发明是这样实现的适用4A·分子筛，经含银盐溶液浸渍后，在干燥空气吹扫下，渐升温到400～430℃，恒温1小时以上活化，即为成品脱水剂，其银含量为2.0～5.4%(重量)。
具体地讲，用浓度为0.03～0.08N，可溶性银盐溶液浸渍时间为煮沸3-10分钟，浸渍后烘干再经干燥空气吹扫，于100～180℃下吹扫1-3小时，升温至400～430℃吹扫1～8小时，降温、密闭待用。成品脱水剂中银含量最好为2.0～3.4%(重量)。
下面结合实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1变色脱水剂的制备选用4A·分子筛(1)离子交换Na+A-+Ag+＝Ag+A-+Na+用AgNO3试剂配制0.04N等溶液，按10g分子筛加入40ml 0.04N AgNO3的比例加入分子筛，适当搅拌，加热至沸，10分钟后冷却至室温，滤干，将至瓷盘内。
(2)烘干将瓷盘连用分子筛一起放入烘箱，150℃下烘干3小时，冷却，密闭。
(3)活化将(2)述产品或经使用失效的变色脱水剂装入“U”型管中，管式电炉中用干燥的空气升温活化处理，空气空速为1500h-1，在180℃恒温2小时，升温至420℃恒温4小时，直至变色脱水剂显示出金黄色，降温密闭保存，即为成品脱水剂。
变色脱水剂的评价方法采用常规动态吸附法评价，仪器采用USI-1型微水分析仪和北京半导体研究所研制的目视露点仪，溶剂中的水分析采用日本三菱公司生产的CA/0.2型微量水分析仪。
表1变色脱水剂的性能1时间气体流量ml/mln仪器空白10V/V仪器指示10V/V备注0:007000.25-0.300.30粗粒度2:457000.25-0.300.30Φ3mm4:007000.25-0.300.305:307000.25-0.300.256:207000.25-0.300.257:003400.25-0.300.2520:505400.25-0.300.2021:205400.25-0.300.2524:205400.25-0.300.2525:005400.25-0.300.30将已活化的变色脱水剂装在“U”型管中，“U”型管两端接在四通阀上，四通阀的另两端分别接气瓶和水分析仪。
表1数据所用气体等N2，扣除仪器空白，脱水深度≤0.1×10-6V/V目视露点仪测试结果为-92℃，即0.07×10-6V/V。
表2变色脱水剂与分子筛性能比较空速(h)吸附容量(重量%)平均(重量%)1分子筛780010122分子筛7800141变色脱水剂33001412.32变色脱水剂3300143变色脱水剂3300144变色脱水剂66001111.75变色脱水剂4200136变色脱水剂340013
表2所列数据为连续通氮气，待微水分析仪指示露点＞-80℃时，取氮气瓶中低压时水浓度与高压时水浓度的平均值为含水量，计算分子筛和变色脱水剂吸附容量，从表2可以看出变色脱水剂的脱水容量与分子筛相当。表2中分子筛为4A分子筛，变色脱水剂1～6为按例1所制备的成品(以下同)。
表3变色脱水剂的性能2变色脱水剂空速h线速m/s空白10V/V仪器指示10V/V1变色脱水剂66000.160.2-0.30.202变色脱水剂42000.100.2-0.30.253变色脱水剂34000.0250.2-0.30.204变色脱水剂30000.0750.30.205变色脱水剂90000.230.30.156变色脱水剂96000.240.30.25表3数据表明变色脱水剂在3000-9600h-1空速下，仍能达到深度脱水的目的。
表4变色脱水剂的活化再生再生次数空白10V/V指示10V/V吸附容量(重量%)第1次使用0.2-0.30.3012第2次使用0.2-0.30.209第3次使用0.2-0.30.2513第4次使用0.2-0.30.2013表4数据表明，经4次再生，变色脱水剂性能未下降。
实施例2变色脱水剂在氧气中使用如实施例1制备的变色脱水剂，将含水量56×10V/V的氧气通过变色脱水剂后，水温度降至露点-92℃，即0.07×10V/V。
实施例3变色脱水剂用于有机溶剂中脱水在需干燥脱水溶剂中加入经活化处理的变色脱水剂，摇动并放置一星期左右，用CA-02型水分析仪分析含水量，结果为表5。
可以看出无论金属钠脱水还是用变色脱水剂脱水，对不同溶剂有不同的深度，变色脱水剂脱水深度优于金属钠脱水并蒸馏。
表5、表6表明，变色脱水剂的脱水深度及变色情况可以看出，变色脱水剂脱水深度与分子筛相当，变色显示能起到一定的微水分析的作用。
表5溶剂干燥方法及变色状况溶剂中水浓度ppm已烷未脱水25已烷极少数为黄色8.6已烷大部分为黄色7.3苯未脱水272苯极少数为黄色23苯1/2为黄色13二氯甲烷1/2为黄色45四氢呋喃2/3为黄色13已烷钠脱水并蒸馏12甲苯钠脱水并蒸馏34四氢呋喃钠脱水并蒸馏125
表6双已烷水含量ppm15.46.35.7<3变色脱水剂未变色量V%06080>90二甲苯水含量ppm4752431517510.1变色脱水剂未变色量V%000050比较例1银含量不同分子筛脱水性能比较取4A和5A分子筛，分别按已有技术条件处理制备的脱水剂与分别按本发明技术制备的脱水剂进行脱水性能比较，测试方法如实例1，其结果如表7。
表74A和5A分子筛制备的脱水剂性能比较分子筛Ag浓度溶液/分子筛离子交换活化温度活化条件15A0.2N350ml/5g浸泡3小时350℃25A0.04N40ml/10g浸泡10小时420℃34A0.2N350ml/5g浸泡3小时350℃空气活化44A0.04N40ml/10g浸泡10分钟420℃空气活化颜色显示变色条件部分浅棕色 >100×10-6V/V部分浅橙黄色/黄色/金黄色 >1.5×10-6V/V由表7结果，采用本发明技术制备的脱水剂颜色显示灵敏度高。此外，所用N2气中含有微量的H2气(H2浓度＜0.1×10-6V/V)，经气相色谱仪检测，未经变色脱水剂的H2峰高为55mm，经本发明的脱水剂处理的尾气中未检出H2峰。
权利要求
1.一种适用于氧气、氮气、惰性气体及有机溶剂中深度脱水的A型分子筛变色脱水剂，其特征在于分子筛为4A型分子筛，经离子交换含有微量的银，其银含量为脱水剂重量的2.0～5.4%。
2.一种用于按照权利要求1所述脱水剂的制备方法，是按分子筛的离子交换技术引入改性金属离子，再经干燥和活化等步骤，其特征在于(1)离子交换是采用0.03～0.08N可溶性银盐溶液，例如AgNO3溶液;(2)活化过程是在400～430℃下进行，用空气吹扫1～8小时。
3.按照权利要求1所述的脱水剂，其特征在于银含量最好为脱水剂重量的2.0～3.4%。
全文摘要
一种能显示脱水程度的分子筛变色脱水剂，其特征在于选用4A分子筛，用银盐浸渍后，经干燥空气吹扫下，渐升温到400℃以上，恒温1小时以上活化再生，成品脱水剂银含量为2.0～5.4％(重量)。本发明可用于N
文档编号B01J20/18GK1089884SQ9311003
公开日1994年7月27日 申请日期1993年1月12日 优先权日1993年1月12日
发明者王武明, 钟秀贞, 高增 申请人:中国科学院大连化学物理研究所