一种高疏水介孔Y型分子筛及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高疏水介孔Y型分子筛及其制备方法，属于疏水分子筛技术领域。所述高疏水介孔Y型分子筛的孔径在2nm以上，具有介孔结构，晶胞参数范围为24.20~24.35

【技术实现步骤摘要】
一种高疏水介孔Y型分子筛及其制备方法


[0001]本专利技术涉及疏水分子筛
，具体说是一种高疏水介孔Y型分子筛及其制备方法。

技术介绍

[0002]Y型分子筛具有较高的比表面积和较大的孔口直径，因而具备良好的吸附
‑
脱附性能，能够允许大分子进出孔道，进行吸附
‑
脱附，被认为是吸附挥发性有机物VOCs的理想材料。但是应用于VOCs的吸附时，由于Y型分子筛具有较强的极性，会优先吸附大量水分子，这就降低了其对VOCs的吸附能力。
[0003]为了提升Y型分子筛在各种环境下的吸附
‑
脱附能力，这就要求Y型分子筛提高疏水性能，包括较高的氧化硅与氧化铝的物质的量比以及较少的羟基铝，较高的相对结晶度，完整的晶体结构以及适宜的多级孔，以便有利于大分子的扩散。但是现在的Y型分子筛一般采用硅烷化处理改性，以增强其疏水性，但制备过程中的硅烷化试剂价格昂贵，并且所得的Y型分子筛虽然能在一定程度上提高疏水性能，但是需要有机溶剂反复清洗分子筛，既不环保，也不便于产业化；另一方面，现有的制备方法在多级孔制备过程中，使用模板剂或助剂来制造介孔，过程中产生大量有机废水和废气，增加废水的处理难度，产生新的VOCs污染；而采用酸碱直接后处理制造介孔的方法，会导致大量的晶体结构坍塌，造成比表面积损失，结晶度下降，吸附量下降，并且无法提高分子筛的疏水性。
[0004]另外，采用常规方法制备的脱铝Y型分子筛，当氧化硅与氧化铝的物质的量比低于80时，很难有较好的疏水性能，静态吸水率大于15%，因此目前一般选择氧化硅与氧化铝的物质的量比较高的Y型分子筛（氧化硅与氧化铝的物质的量比大于120）去吸附VOCs。但是这种高氧化硅与氧化铝的物质的量比的Y型分子筛，制备步骤长，收率低价格高，没有市场竞争力。而直接用酸蒸汽脱硅处理Y分子筛，分子筛骨架会坍塌，方法没有实用性，无法提高Y型分子筛的氧化硅与氧化铝的物质的量比。
[0005]因此研究一种疏水性好、比表面积高、具有多级孔道的Y型分子筛的制备方法具有重要意义。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种高疏水介孔Y型分子筛及其制备方法。
[0007]本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种高疏水介孔Y型分子筛，所述高疏水介孔Y型分子筛的孔径在2nm以上，具有介孔结构，晶胞参数范围为24.20~24.35
Å
，氧化硅与氧化铝的物质的量比小于80，吸水率小于5%，磷含量为0.1~1%。
[0008]优选的，氧化硅与氧化铝的物质的量比小于60，吸水率小于3%，磷含量为0.5~0.8%。
[0009]本专利技术还包括一种高疏水介孔Y型分子筛的制备方法，包括以下步骤：
①
按照质量比NaY分子筛：NH
4+
：H2O=1：0.01~1：1~10，将NaY分子筛、磷酸铵盐和去离子水混合均匀，得到混合物，在10~90℃下交换0.1~2小时，交换结束后，经过滤、洗涤、在95~100℃下干燥1~2小时，得到P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛；
②
将步骤
①
所得P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛装入回转焙烧炉中，在氮气保护下，通过酸蒸汽脱铝处理0.1~4小时，酸蒸汽热处理的温度为100~600℃，每小时酸蒸汽质量与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为0.1~10：1；所述酸蒸汽由有机酸水溶液汽化得到，酸蒸汽中有机酸的质量浓度为1~5%；所述有机酸为柠檬酸或草酸；
③
将步骤
②
脱铝处理的产物先用50~90℃的热水水洗，然后分散在弱碱溶液中，在10~90℃处理0.1~2小时；所述弱碱溶液的pH为8~10，弱碱溶液与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为2~10：1；
④
将步骤
③
处理后的产物在回转焙烧炉内，在600~900℃下高温水热处理1~12小时，高温水热处理时，每小时通入蒸汽与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为0.1~10：1；
⑤
将步骤
④
处理后的产物，在600~900℃下焙烧处理0.1~4小时，得到高疏水介孔Y型分子筛。
[0010]优选的，在步骤
①
中的混合物中加入膨润土，膨润土的质量是NaY分子筛质量的1~5%。
[0011]优选的，所述磷酸铵盐为磷酸氢二胺或磷酸铵。
[0012]优选的，所述弱碱溶液为碳酸铵、碳酸氢铵或氨水中一种或几种与水混合得到的溶液。
[0013]优选的，步骤
①
中NaY分子筛的氧化硅与氧化铝的物质的量比为3~6。
[0014]优选的，步骤
①
中的交换温度为40~70℃，交换时间为1~1.5小时。
[0015]优选的，步骤
②
中，酸蒸汽热处理的温度为400~500℃，处理时间为2~3小时。
[0016]优选的，步骤
④
中，高温水热处理的温度是700~800℃下，处理时间为4~5小时。
[0017]优选的一种高疏水介孔Y型分子筛的制备方法，包括以下步骤：
①
按照质量比NaY分子筛：NH
4+
：H2O=1：0.4~0.6：5~8，将NaY分子筛、磷酸铵盐和去离子水混合均匀，得到混合物，然后向其中加入膨润土，在40~70℃下交换1~1.5小时，交换结束后，经过滤、洗涤、在100℃下干燥1.5小时，得到P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛；膨润土的质量是NaY分子筛质量的4%；所述磷酸铵盐为磷酸氢二胺；
②
将步骤
①
所得P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛装入回转焙烧炉中，在氮气保护下，通过酸蒸汽脱铝处理2~3小时，酸蒸汽热处理的温度为400~500℃，每小时酸蒸汽质量与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为4~6：1；所述酸蒸汽由有机酸水溶液汽化得到，酸蒸汽中有机酸的质量浓度为4%；所述有机酸为柠檬酸或草酸；
③
将步骤
②
脱铝处理的产物先用50~70℃的热水水洗，然后分散在弱碱溶液中，在50~70℃处理1小时；所述弱碱溶液的pH为8~10，弱碱溶液与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为5：1；
④
将步骤
③
处理后的产物在回转焙烧炉内，在700~800℃下高温水热处理4~5小时，高温水热处理时，每小时通入蒸汽与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为4~6：1；
⑤
将步骤
④
处理后的产物，在700~800℃下焙烧处理2~3小时，得到高疏水介孔Y型分子筛。
[0018]本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术高疏水介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高疏水介孔Y型分子筛，其特征在于：所述高疏水介孔Y型分子筛的孔径在2nm以上，具有介孔结构，晶胞参数范围为24.20~24.35
Å
，氧化硅与氧化铝的物质的量比小于80，吸水率小于5%，磷含量为0.1~1%。2.根据权利要求1所述的一种高疏水介孔Y型分子筛，其特征在于：氧化硅与氧化铝的物质的量比小于60，吸水率小于3%，磷含量为0.5~0.8%。3.一种高疏水介孔Y型分子筛的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
①
按照质量比NaY分子筛：NH
4+
：H2O=1：0.01~1：1~10，将NaY分子筛、磷酸铵盐和去离子水混合均匀，得到混合物，在10~90℃下交换0.1~2小时，交换结束后，经过滤、洗涤、在95~100℃下干燥1~2小时，得到P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛；
②
将步骤
①
所得P/Na/NH
4+
‑
Y分子筛装入回转焙烧炉中，在氮气保护下，通过酸蒸汽脱铝处理0.1~4小时，酸蒸汽热处理的温度为100~600℃，每小时酸蒸汽质量与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为0.1~10：1；所述酸蒸汽由有机酸水溶液汽化得到，酸蒸汽中有机酸的质量浓度为1~5%；所述有机酸为柠檬酸或草酸；
③
将步骤
②
脱铝处理的产物先用50~90℃的热水水洗，然后分散在弱碱溶液中，在10~90℃处理0.1~2小时；所述弱碱溶液的pH为8~10，弱碱溶液与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为2~10：1；
④
将步骤
③
处理后的产物在回转焙烧炉内，在600~900℃下高温水热处理1~12小时，高温水热处理时，每小时通入蒸汽与步骤
①
中NaY分子筛的质量比为0.1~10：1；
⑤
将步骤
④
处理后的产物，在600~900℃下焙烧处理0.1~4小时，得到高疏水介孔Y型分子筛。4.根据权利要求3所述的一种高疏水介孔Y型分子筛的制备方法，其特征在于：在步骤
①
中的混合物中加入膨润土，膨润土的质量是NaY分子筛质量的1~5%。5.根据权利要求3所述的一种高疏水介孔Y型分子筛的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文勇，彭立，石倩翡，周泳冰，刘慧君，吕云龙，冯春晓，
申请(专利权)人：山东齐鲁华信高科有限公司，
类型：发明
国别省市：