本发明专利技术公开了一种利用粉煤灰调节硅铝比－碱熔－痕量水热法制备沸石分子筛的方法，该方法以粉煤灰为原料，加入固体氢氧化钠，并用硅酸钠和氧化铝调节混合物中的硅铝比，然后在高温下熔融，将该熔融物在反应釜内与少量的水（非溶剂水）发生反应，１２小时后即可生成沸石分子筛。该方法设备简单，操作简便，熟料不用研磨，反应中只需要少量水（非溶剂水）参与反应，因此生产过程对环境不造成污染，反应温度范围较广，反应时间短，节省能源。是制备不同种类（尤其高硅）微孔结构沸石分子筛一种非常简便且可行的方法，更适合于批量工业化生产，该发明专利技术为粉煤灰的综合利用提供了一条很好的应用途径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种粉煤灰废物利用(处理)的方法，特别涉及一种利用粉 煤灰调节硅铝比-碱熔-痕量水热法制备沸石分子筛。
技术介绍
沸石是一种结晶铝硅酸盐，其中的硅、铝原子均与氧原子形成硅氧四面 体或者铝氧四面体，四面体之间通过共用氧原子连接成复杂、开放的三维骨 架，结构中分布着规则的孔道和空腔。这些孔道和空腔可以结合特定大小的 分子，且其中的阳离子具有可交换性。因此，沸石具有很大的比表面积和优 良的吸附、分离、离子交换、催化等性能，在石油化工、环境保护等领域具 有广泛的用途。多领域有良好的应用前景，已成为孔材料研究领域新的热点。 工业上合成沸石分子筛采用水玻璃(硅酸钠)、白炭黑、铝酸钠、氧化铝、 偏铝酸钠等化工原料，成本高且工艺复杂。我国粉煤灰排放量达到1.6亿吨，而且仍然以每年l千万吨的速度增加， 其利用率在我国还属于低水平，我国对粉煤灰的利用率仅在30% 40%之 间。目前，综合利用电厂废弃物粉煤灰的技术手段不断提高，利用粉煤灰生 产有利于国民经济的物资产品已经成为使用粉煤灰的主流，其主要用于建筑 制砖、水泥原料、路基材料、土壤改良剂、橡胶填料等，而且使用量远赶不 上每年粉煤灰的新增加速度，粉煤灰仍需大幅开发和深入利用，尤其是利用 其中的主要化学成分，以高附加值产品为导向的开发应用是粉煤灰未来发展 的一个方向，也是目前业内人士十分关注的热点问题，例如，利用粉煤灰生 产水泥，氧化铝已走向工业化道路，而利用粉煤灰生产白炭黑、分子筛等技 术还处在工业的摸索阶段。粉煤灰的矿物质的组成主要为石英、莫来石、玻璃体和少量的碳、磁铁矿等，主要化学组分为Si02、 A1203，两者含量在70°/。以上。鉴于粉煤灰的组 成与形成天然沸石的火山灰具有相似性，1985年，Holler1等率先开展了利 用粉煤灰合成沸石分子筛的研究，该研究为粉煤灰综合利用和寻找合成分子 筛新原料指出了一条可行的途径，其研究成果一经公布便引起了广泛关注。 其后，各国研究人员利用不同产地的粉煤灰、通过不同的合成工艺方法制备 出了不同类型的沸石分子筛。根据国内外文献报道可知，合成沸石的方法主 要有原位水热合成法2、碱熔融-水热法34、微波辅助法56。而不同类 型分子筛的制备是通过在水热条件下添加晶种法7或者调节溶液中的Si/Al 摩尔比8(见参考文献)来实现的。这些方法不但操做工序繁琐、能耗高、 用水量大，生产过程会给环境造成很大的污染，而且生成沸石的转化率也不 高。鉴于此，粉煤灰合成沸石很难实现工业化，目前多数国家还处于实验研 究阶段。 参考文献1Holler H， Wirsching U. Zeolites formation from fly ash . M'wera/, 1985， 63 (1) :21-43。2QuerolX， Plana F， AlastueyA， et al. Synthesis of Na-zeolites from fly ash . Fuel, 1997， 76 (8) :793-799。3Shigemoto N ， Shirakami S ， Hirano S ， et al. Preparation and characterization of zeolites from coal fly ash . Chem Soc Jpn， 1992， 5: 484-492。4SingerA， Berkgaut V. Cation exchange p roperties of hydrothermally treated coal fly ash. Environ Sci Technol， 1995， 29 (9): 1748-1753。5Querol X， Alastuey A， Lopez國SolerA. A fastmethod for recycling fly ash: microwave-assisted zeolite synthesis. Environ Sci Techno, 1997， 31(9):2527-2533。6Miki I， Hidenobu T， Yukari E， et al. Microwave-assisted zeolite synthesis from coal fly ash in hydrothermal p rocess . Fuel, 2005， 84:1482-1486。7La Rosa J L， Kwan S, Grutzeck MW. Zeolite formation in class F flyAsh blended cement pastes J Am Cemm Soc， 1992 ， 75 ( 6 ) : 1574-1578 。8R.Terzano， M.Spagnuolo， L.Medici， RTateo, P.Ruggiero.Zeolite synthesis from pre-treated coal fly ash in presence of soil as a tool for soil remediation. Applied Clay Science, 2005 (29) 99- 110。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种利用粉煤灰调节硅铝比-碱熔-痕量水热法制 备沸石分子筛的方法，该方法适合于工业化将粉煤灰生产成沸石产品，也将 会为粉煤灰的资源化利用开辟一种新的途径。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案 一种， 其特征在于，具体包括如下步骤步骤一，取粉煤灰与等质量的NaOH固体混合，得到混合物， 步骤二，用硅酸钠和氧化铝调节混合物中的Si/Al摩尔比，得不同Si/Al 摩尔比的混合物；步骤三，将混合物在马弗炉内于850。C温度下熔融2小时 3小时，生 成粉煤灰熟料；步骤四，取粉煤灰熟料，并按粉煤灰熟料水=2:1 (质量/体积)比例 加水搅拌搅匀，放入聚四氟乙烯反应釜中；步骤五，将反应釜在室温至20(TC条件下放置12小时，生成沸石分子筛。5本专利技术采用调节硅铝比-碱熔-非(溶剂水)热法在温度例如室温-高温 都可以发生该反应，温度越高反应速度加快，温度变化不影响产物的品种， 即可生成沸石产品，与目前国内外合成沸石的方法相比，工艺设备简单(可 以用密封性能较好各种容器)、用时短、能耗小、便于操作、而且转化率很 高、而且避免了水(溶剂)热合成法造成大量用水对环境带来的污染。附图说明图l是本专利技术的方法流程图2是合成的沸石分子筛的SEM图(放大20000倍) 以下结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施例方式参见图1，按照本专利技术的利用粉煤灰通过调节硅铝比-碱熔-痕量水热法 制备沸石分子筛的方法，具体包括如下步骤1、 取粉煤灰用XRD和XRF分析手段对粉煤灰进行分析，粉煤灰中的 化学成分主要是Si02占54.20%、 A1203占26.40%，其余为其它杂质；其 主要物相为莫来石和石英；2、 取一定量的NaOH固体，与等质量(偏差20%也可)粉煤灰混合均 匀，得到混合物；3、 用Na2SiCV9H20和八1203调节混合物中的Si/Al摩尔比，得不同Si/Al 摩尔比混合物；Si/Al摩尔比调节方法如下依据粉煤灰原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用粉煤灰调节硅铝比－碱熔－痕量水热法制备沸石分子筛的方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤一，取粉煤灰与等质量的ＮａＯＨ固体混合，得到混合物，用硅酸钠和氧化铝调节混合物中的Ｓｉ／Ａｌ摩尔比，得不同Ｓｉ／Ａｌ摩尔比的混合物； 步骤二，将混合物在马弗炉内于８５０℃温度下熔融２小时～３小时，生成粉煤灰熟料； 步骤三，取粉煤灰熟料，并按粉煤灰熟料∶水＝２∶１ｍ／ｖ（ｇ／ｍＬ）比例加水搅拌搅匀，放入聚四氟乙烯反应釜中； 步骤四，将反应釜在室温到２００℃ 条件下放置１２小时，生成沸石分子筛。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亚娟，赵西成，江元汝，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。