一种测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法技术

本发明专利技术公开了一种测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，包括如下步骤：步骤一，将ZSM-22分子筛样品经过研磨、过筛，然后焙烧活化，氯化镁饱和溶液控温恒湿处理，所述温控范围为35℃～65℃，控温恒湿吸水时间为3h～7h，得到待测工业试样；步骤二，在相同的粉末X射线衍射仪工作条件下，将所述ZSM-22分子筛待测试样与NIST LaB6、氧化铝或云母外标样分别压入相应的粉末X射线衍射仪样品架中，进行试样衍射峰角度的外标校正测定并收集粉末X射线衍射数据；步骤三，在用外标样校正衍射峰角度之后，根据正交晶系晶面间距公式，计算所述ZSM-22分子筛待测试样的晶胞参数。本发明专利技术方法快速、高效、省时、省力、可行且研磨、过筛无静电干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测定分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，特别是涉及一种测定工业产品ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法。
技术介绍
沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体，广泛应用于石油化工的催化过程。晶胞参数、相对结晶度、硅铝比、纯度等是表征分子筛性能不可缺少的基本参数。因此，快速、准确测定分子筛的晶胞参数等对于设计分子筛制备工艺和评价相关催化剂的性能是十分重要的。粉末X射线衍射法制样简单、测定时间短，重复性好，可靠性高，费用低，广泛应用于分子筛晶胞参数、结晶度、硅铝比和纯度等的测定中。但利用粉末X射线衍射法详细测定ZSM-22分子筛晶胞参数的专利、标准或研究报告尚未见报道。涉及ZSM-22分子筛较多的是合成或相关的催化研究报告，但在其中通常也只是简单地用一句话提及该测定，并没有叙述具体的测定步骤，详见汪亚涛，徐军，韩丽，等.ZSM-22分子筛合成与表征.天津化工，2011，25(5)：21～23.。沈春玉，储刚，李雪萍.X射线衍射法测定分子筛晶胞参数与结晶度.理化检验-物理分册，2002，38(7)：297-299、309.，文中仅研究了一种分子筛即Y型分子筛，具体为NaY，NaY分子筛的晶胞参数分析采用外标法，外标样为光谱纯氯化钠，其并非商品化的粉末X射线衍射标准物质，所获数据在国内外难于获得认可。样品需要研细至10μm左右，放入烘箱内在110℃下干燥1h，然后将样品置于盛有氯化钙饱和溶液的干燥器中室温下饱和吸水16h以上。NaY分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射测定还有石化行业标准(SH/T0339-1992)，其中，测定方法与上述沈春玉等的方法基本一致，所不同的是采用内标法，内标物为国际上通用的、实验室间均认可的硅粉末。矿物晶胞参数的粉末X射线衍射测定核行业标准(EJ/T553-91)，其中要求样品粉末的直径约为1μm～10μm，详细提出了对内标样的要求并给出了常用的内标样品，未涉及任何一种外标样和外标样品的选择方法，更未涉及任何样品的前处理方法，对仪器条件的选择，仅给出了一些非常宽泛的指导性意见，而通常的X射线衍射专著中也有这方面的内容，数据处理采用计算机粉末衍射数据指标化及晶胞参数最小二乘法修正程序。上述两种不同种类晶体(分子筛与矿物)的晶胞参数行业标准，均在各自的领域内应用着。高雄厚，王智峰，张永明，等.MCM-41分子筛的模板剂脱除方式及其对结构和酸性的影响.石油炼制与化工，1997，28(11)，37-40.，文中MCM-41脱除模板剂的温度均采用550℃，但却并未给出550℃是怎么得来的，是否合适，以及其在550℃需要处理的时间如何确定，而这恰恰是分子筛焙烧、活化预处理过程中一个至关重要的大问题，尤其在大规模工业生产分子筛的过程中，其优选的处理方案将产生十分明显的经济效益。综上所述，上述所有的文献并不适宜于将其推广应用至工业ZSM-22分子筛晶胞参数的XRD测定中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，用于准确测定ZSM-22分子筛晶胞参数，为分子筛的合成或相关催化剂的制备及工业应用提供技术支持。本专利技术的另一目的是，经过大量试验，同样是筛分，本专利技术只需要做到将ZSM-22分子筛研磨至20μm～30μm即可，这样做得益处是：省时、省力，因颗粒不太细小，不易产生静电，而且最关键的是其分析精度能满足工业生产高效、快速的要求。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，包括：步骤一，将ZSM-22分子筛样品经过研磨、过筛，控制粉末的粒度范围为20μm～30μm；然后焙烧活化，氯化镁饱和溶液控温恒湿处理，所述温控范围为35℃～65℃，控温恒湿吸水时间为3h～7h，得到待测工业试样；步骤二，控制ZSM-22分子筛样品X射线衍射谱中最弱衍射峰衍射信号的信噪比S/N≥2/1(指扣除衍射背底BG信号后，所得最弱衍射峰衍射信号与噪声信号的比值)，在相同的粉末X射线衍射仪工作条件下，将所述ZSM-22分子筛待测试样与NISTLaB6、氧化铝或云母外标样分别压入相应的粉末X射线衍射仪样品架中，进行试样衍射峰角度的外标校正测定并收集粉末X射线衍射数据；步骤三，在用外标样校正衍射峰角度之后，根据正交晶系晶面间距公式，计算所述ZSM-22分子筛待测试样的晶胞参数。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤一中在对所述ZSM-22分子筛样品焙烧活化处理前，对所述ZSM-22分子筛样品进行脱除模板剂的处理。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤一中所述ZSM-22分子筛样品进行脱除模板剂处理的步骤是：(1)先进行所述ZSM-22分子筛样品的热分析，通过其热失重曲线或其一次微分曲线，获得完全脱除模板剂的最低温度；(2)取ZSM-22分子筛样品，将其置于惰性坩埚中，在步骤(1)所述最低温度下于马弗炉中加热，然后取出并在干燥器中冷却至室温后称量，样品失重率恒定的最短时间即为脱除模板剂的最短时间，然后在该最低温度和最短时间下脱除模板剂。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤二中所述外标样为NIST氟金云母外标样。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤一中所述焙烧活化条件为：焙烧活化温度为200℃～400℃，焙烧活化时间为2h～6h。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，于恒温恒湿箱中对装填试样的样品架与待测工业试样进行相同的控温恒湿处理，所述温控范围为35℃～65℃，优选为45℃～55℃。所述湿度环境为湿度校准标准盐溶液：氯化锂、氯化镁、碳酸钾、硝酸镁、氯化钠、氯化钾、硫酸钾等，优选为氯化镁饱和溶液。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤二中所述NIST氟金云母标样为低角度标样，用NIST氟金云母标样26.774°、8.853°、17.759°三个衍射峰的峰位置数据分别校正试样(400)、(110)、(021)三个晶面衍射峰的峰位置数据。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，步骤二中所述NIST氟金云母外标样不经任何预处理可直接使用，装填标样的样品架与标样要保持干燥。本专利技术所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，优选的是，所述步骤三中，以最小计算量为目标，必须按照顺序分别计算试样的晶胞参数b、c、a。所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其中，步骤二中，角度标样分内、外标样，试验表明：因内标样干扰多，故难于进行实用化选择及应用；本专利技术采用外标样，其中外购并进行了LaB6、Si粉末、刚玉粉末、SiO2粉末、系列云母粉末、部分金属及其混合粉末等许多标准物质的外标样选择试验。经大量综合试验，所述角度外标样选用NIST刚玉粉末、LaB6、氟金云母粉末比较合适，优选为NIST氟金云母粉末。所述NIST氟金云母外标样为低角度外标样，外标样选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定ZSM‑22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将ZSM‑22分子筛样品经过研磨、过筛，控制粉末的粒度范围为20μm～30μm；然后焙烧活化，氯化镁饱和溶液控温恒湿处理，所述温控范围为35℃～65℃，控温恒湿吸水时间为3h～7h，得到待测工业试样；步骤二，控制ZSM‑22分子筛样品X射线衍射谱中最弱衍射峰衍射信号的信噪比S/N≥2/1，在相同的粉末X射线衍射仪工作条件下，将所述ZSM‑22分子筛待测试样与NIST LaB6、氧化铝或云母外标样分别压入相应的粉末X射线衍射仪样品架中，进行试样衍射峰角度的外标校正测定并收集粉末X射线衍射数据；步骤三，在用外标样校正衍射峰角度之后，根据正交晶系晶面间距公式，计算所述ZSM‑22分子筛待测试样的晶胞参数。

【技术特征摘要】
1.一种测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，将ZSM-22分子筛样品经过研磨、过筛，控制粉末的粒度范围为20μm～30μm；然后焙烧活化，氯化镁饱和溶液控温恒湿处理，所述温控范围为35℃～65℃，控温恒湿吸水时间为3h～7h，得到待测工业试样；步骤二，控制ZSM-22分子筛样品X射线衍射谱中最弱衍射峰衍射信号的信噪比S/N≥2/1，在相同的粉末X射线衍射仪工作条件下，将所述ZSM-22分子筛待测试样与NISTLaB6、氧化铝或云母外标样分别压入相应的粉末X射线衍射仪样品架中，进行试样衍射峰角度的外标校正测定并收集粉末X射线衍射数据；步骤三，在用外标样校正衍射峰角度之后，根据正交晶系晶面间距公式，计算所述ZSM-22分子筛待测试样的晶胞参数。2.根据权利要求1所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其特征在于，步骤一中在对所述ZSM-22分子筛样品焙烧活化处理前，对所述ZSM-22分子筛样品进行脱除模板剂的处理。3.根据权利要求2所述的测定ZSM-22分子筛晶胞参数的粉末X射线衍射方法，其特征在于，步骤一中所述ZSM-22分子筛样品进行脱除模板剂处理的步骤是：(1)先进行所述ZSM-22分子筛样品的热分析，通过其热失重曲线或其一次微分曲线，获得完全脱除模板剂的最低温度；(2)取ZSM-22分子筛样品，将其置于惰性坩埚中，在步骤(1)所述最低温度下于马弗炉中加热，然后取出并在干燥器中冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞峰，王磊，谢彬，杨玉和，张艳玲，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11