一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，包括有如下步骤：A、原料预混合：将固体：硅酸钠、铝酸钠和氯化钾按质量比为1：0.2～0.6：1.5～4.5的比例混合均匀后，得到预混合物，再将预混合物与水按照3～10g:100mL在常温下磁力搅拌混合，得到预混合溶液；B、3A分子筛的制备：将预混合溶液与固体NaOH按照比例为100mL:2～8g搅拌混合均匀后移至反应釜中，升温至30～65℃，强力搅拌作用下陈化2‑5小时,再升温到70～90℃中速搅拌1～4小时,将溶液中所得固体产物过滤、干燥后，即得3A沸石分子筛。该方法工艺简单，制备的3A型沸石分子筛的吸湿水量高，性能好。

Preparation method of zeolite molecular sieve for hollow glass

The invention discloses a preparation method of zeolite molecular sieves for hollow glass, including the following steps: A, premixing of raw materials: a premixture is obtained by mixing the solid: sodium silicate, sodium aluminate and potassium chloride by mass ratio of 1:0.2 to 4.5 to 4.5, and then the premixture and water are in accordance with 3 to 10g:100mL. At normal temperature, the mixture of magnetic force was mixed and pre mixed solution was obtained; the preparation of B and 3A molecular sieve: after mixing the premixed solution and solid NaOH in proportion of 100mL:2 to 8g, then moving to the reaction kettle, warming up to 30~65 degrees C, aging 2 for 5 hours under the action of strong stirring, and then warming up to 70~90 C for 1~4 hours and stirring the solution for 1~4 hours. 3A zeolite molecular sieve was obtained after filtration and drying of solid products. The method is simple and the 3A zeolite has high moisture absorption and good performance.

【技术实现步骤摘要】
一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法
本专利技术涉及一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，属于分子筛合成领域。
技术介绍
分子筛是一种最广为人知的重要无机多孔材料，其骨架元素由硅、铝及其配位原子氧构成。[SiO4]-4四面体和[AlO4]-5四面体是构成分子筛的初级结构单元，通过共享氧原子以共顶角方式连接形成各种骨架结构。分子筛结构中含有大量的结晶水，在加热的过程中，由于失去结晶水而形成许多大小不同的空腔，空腔之间又有许多直径相同的微孔相通，形成均匀的直径为分子大小的孔道。因此，能将直径比孔大的分子排斥在外，从而实现筛分分子的作用，分子筛就由此得名。这种构造特点使分子筛具有选择吸附、催化和离子交换等特性，广泛应用于各行各业中。应用于中空玻璃的分子筛为3A型沸石分子筛，也称为K-A型分子筛，它的初级结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体，通过共同使用定点的氧原子，从而按照不同的连接方式组成的多元环结构。其孔径约为0.3纳米，仅吸附水分子，对空气中N2和O2的吸附量很低（<0.5%），因此可用作中空玻璃夹层中空气的干燥。沸石的种类很多，根据其来源不同，分为天然沸石和人工沸石两大类。在对天然沸石进行系统研究之后，为得到纯净的沸石，人们开始致力于人工合成沸石。到1954年，沸石的人工合成就已经工业化了。1948年，Barrer在高温高压下首次合成了小孔径的沸石，开创了沸石合成的新纪元。1950年，Milton和Breck在低温低压下合成了重要的商用A、X和Y型沸石。1953年，A型沸石作为第一种大规模商业生产的合成沸石，被用来分离不纯氩气中的氧气。低温水热合成技术的采用，为大规模工业生产沸石提供了有利的条件。传统的制备3A沸石分子筛的方法是将4A分子筛与一定浓度的氯化钙溶液和氯化钾溶液进行离子交换而得来。具体的制备方法是配制一定浓度的氯化钾溶液，将已经制备好的4A沸石分子筛放入氯化钾溶液中，在高压反应釜放置恒温烘箱中进行反应。因为3A沸石分子筛是经过4A沸石分子筛通过离子交换的方法制备的，4A沸石分子筛的制各过程要经过陈化和晶化反应，经过离子交换的方法合成出3A沸石分子筛。目前我国有关制备中空玻璃用3A型分子筛的专利文献也有很多报道。根据使用原料的不同，分子筛的合成方法主要可分为：矿物原料合成法和化工原料合成法。矿物原料合成法是将如高岭土、膨润土、煤矸石等用来合成3A分子筛。如专利CN102351213A和CN106365176A中首先将高岭土锻烧，再与氢氧化钠水溶液反应生成4A型分子筛，然后通过与氯化钾溶液进行离子交换得到3A型分子筛。专利CN103159226A中报道的合成工艺是通过4A分子筛原粉加入粘土与含钾电解质造粒成型，随后进行干燥焙烧实现固态离子交换。专利CN102815717A中报道了利用白粘土合成的3A分子筛，采用白粘土、高岭土、凹凸棒土、水玻璃、碳酸氰氨、猫沙、抗盐泥浆等原料混合高温熔烧后获得。专利CN105439167A中将钾长石和NH4F低温分解得到的产品制备出无定形二氧化硅、氢氧化铝沉淀和硅酸钾溶液。然后将固体氢氧化钠、固体氢氧化钾、无定形二氧化硅、氢氧化铝沉淀和硅酸钾溶液按照一定的配比、预定的顺序进行混合、反应制得3A分子筛产品。专利CN106554027A是将凹凸棒粉、钙基膨润土、聚乙烯醋酸乙烯醋、纳米氧化镁粉、荆树皮拷胶、聚四氟乙烯、活性海泡石、邻苯二甲酸二丁醋、硅酸钠等混合制备。专利CN102557069A也报道了一种中空玻璃用分子筛的制备方法，其主要是将组成原料碳酸氢钙、钠基澎润土、碳酸钠和硅酸钠按一定重量份比例搅拌混合，造粒并加入杨梅拷胶，进行颗粒抛光处理，再投入焙烧炉内烧结，检测分离和筛选后进行包装后得到产品。关于化工原料合成法也有很多报道。目前化工原料合成法，多数是用水玻璃、硅胶、白炭黑、氧化铝、偏铝酸钠、氢氧化钠等进行合成。专利CN102530983A报道了一种中空玻璃用分子筛的制备方法，主要是将组成原料Ca(OH)2、K2O、Na2O、Al2O3、SiO2和Al2O3、SiO2按一定重量份比例搅拌混合，造粒并加入杨梅拷胶，进行颗粒抛光处理，再投入焙烧炉内烧结，检测分离和筛选后进行包装后获得产品。专利CN102627294A是一种快速合成纳米3A分子筛的方法。具体方法将氢氧化铝固体溶于氢氧化钠、氢氧化钾和硅酸钾的混合溶液中，然后在搅拌下进行升温晶化，随着晶化的进行，溶液的碱度逐渐升高，加入氢氧化铝和无定形二氧化硅与碱反应，其产物继续参与晶化，最后将晶化产物过滤、干燥得纳米3A分子筛产品。如专利98113363.0是一种二次成孔分子筛吸附剂及其制备方法。4A分子筛用作粘结剂成型。经过碱溶液处理，将粘结剂部分转化为A型分子筛，制得二次成孔4A分子筛吸附剂；经过二次成孔，再经过钙离子或钠离子交换，可制得二次成孔5A或3A分子筛吸附剂。这些专利分别提出不同的方法以制备中空玻璃用3A沸石分子筛，但存在一些问题：（1）离子交换法的3A分子筛的制备均是由4A分子筛通过离子交换而得到，这就导致了生产周期长，生产成本大；（2）矿物合成法制备产物性能不高，有些达不到实际使用要求；（3）化工原料法制备原料较多，制备周期步骤较长，所用时间也较长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法。该方法工艺简单，制备的3A型沸石分子筛的吸湿水量高，性能好。本专利技术的技术方案：一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，包括有如下步骤：A、原料预混合：将固体：硅酸钠、铝酸钠和氯化钾按质量比为1：0.2～0.6：1.5～4.5的比例混合均匀后，得到预混合物，再将预混合物与水按照3～10g:100mL在常温下磁力搅拌混合，得到预混合溶液；B、3A分子筛的制备：将预混合溶液与固体NaOH按照比例为100mL:2～8g搅拌混合均匀后移至反应釜中，升温至30～65℃，强力搅拌作用下陈化2-5小时,再升温到70～90℃中速搅拌1～4小时,将溶液中所得固体产物过滤、干燥后，即得3A沸石分子筛。前述的中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，所述NaOH水溶液的浓度为2～5mol/L。前述的中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，所述的强力搅拌速率大于500转/分钟，中速搅拌速率为200～500转/分钟。前述的中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，将溶液中所得固体产物过滤后，在70～90℃条件下干燥。前述的中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，将溶液中所得固体产物过滤后，干燥1～6小时。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术的制备方法具有以下优点：1）本专利技术由硅酸钠、铝酸钠和氯化钾预混合，得到预混合溶液后在经过水热反应，经过陈化，晶化后，反应合成得到3A型沸石分子筛产物；2）本专利技术合成的3A型沸石分子筛性能良好，静态水吸附容量可达30％，远大于中空玻璃用球形3A分子筛国家一等品标准静态水吸附容量21％，也大于4A分子筛离子交换生成3A分子筛的静态水吸附容量25％；3）本专利技术合成过程中不需要高温高压反应，在原料预混合过程中已经将所需所有物质进行预混合处理，在反应过程中不需要其他原料和步骤的补充；4）本专利技术的制备工艺简单、缩短了生产时间，制备过程易于控制、生产效率高、对环境污染小。附图说明图1为中空玻璃用3A沸石分子筛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：A、原料预混合：将固体：硅酸钠、铝酸钠和氯化钾按质量比为1：0.2～0.6：1.5～4.5的比例混合均匀后，得到预混合物，再将预混合物与水按照3～10g:100mL在常温下磁力搅拌混合，得到预混合溶液；B、3A分子筛的制备：将预混合溶液与固体NaOH按照比例为100mL:2～8g搅拌混合均匀后移至反应釜中，升温至30～65℃，强力搅拌作用下陈化2‑5小时,再升温到70～90℃中速搅拌1～4小时,将溶液中所得固体产物过滤、干燥后，即得3A沸石分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种中空玻璃用沸石分子筛的制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：A、原料预混合：将固体：硅酸钠、铝酸钠和氯化钾按质量比为1：0.2～0.6：1.5～4.5的比例混合均匀后，得到预混合物，再将预混合物与水按照3～10g:100mL在常温下磁力搅拌混合，得到预混合溶液；B、3A分子筛的制备：将预混合溶液与固体NaOH按照比例为100mL:2～8g搅拌混合均匀后移至反应釜中，升温至30～65℃，强力搅拌作用下陈化2-5小时,再升温到70～90℃中速搅拌1～4小时,将溶液中所得固体产物过滤、干燥后，即得3A...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙奇，陈光杰，刘其斌，王鹏，
申请(专利权)人：贵州杰傲建材有限责任公司，贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52