【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改性分子筛，尤其涉及一种锂离子改性沸石分子筛及其制备方法。
技术介绍
1、氢能作为清洁能源的重要组成部分，其发展对于实现能源转型和碳中和目标具有必要性。随着技术的不断进步，氢能技术正朝着高效、低成本和可持续的方向发展。氨裂解制氢作为氢能的一种重要储存与转化形式，具有高能量密度、低成本储运和终端无碳排放等优势，备受关注。然而，氨气裂解制氢过程中获得高纯度氢气难度大，成为制约其广泛应用的关键技术和核心问题。为了克服这一难题，开发高性能吸附材料成为关键。
2、沸石分子筛是一类具有独特结构和优异性能的吸附材料，具有均匀且可控的孔径，较高的比表面积，较为稳定的骨架结构，在吸附、纯化、干燥等领域广泛应用。13x沸石分子筛具有较大的孔结构和高孔容，且其低硅铝比赋予其一定的热稳定性和机械强度，常用于氢气的纯化。然而，通常吸附分离纯化后的氢气中残留一定量的氨气，氨气杂质的存在对于后续氢能应用，如：加氢站、燃料电池等会产生显著的不良影响。
3、因此，对分子筛进行改性，提高其选择性吸附性能，是实现氨氢分离、获得高纯度氢气的关键。锂离子直径小于钠离子，能在晶体结构中占据更多的位置，并且li+与nh3的配位作用有助于实现氨气的高容量捕集。因此锂离子改性分子筛比钠型分子筛理论上具有更高的吸附能力。目前，阳离子沸石分子筛的改性方法主要包括：专利cn113351157a和专利cn101125664a中公开的改性锂低硅沸石分子筛的制备方法：通过溶液和固态改性耦合的锂离子改性方法，先用锂离子溶液对焙烧后的na-lsx原粉改性，
4、但是上述现有方法的制备工艺较为繁琐，实现难度较大，成本较高，且对环境存在一定影响，限制了其工业化发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种锂离子改性沸石分子筛及其制备方法，其制备得到的锂离子改性沸石分子筛具有较大的比表面积、更优化的孔结构、更高的氨气吸附量。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种锂离子改性沸石分子筛，由数个β笼构成，骨架硅铝比(si/al)为1～1.5，孔隙率为0.45～0.65。
4、优选地，该分子筛的化学组成表示为xli2o·yna2o·al2o3·nsio2·6h2o，其中0.25≤x≤0.95，0.85≤x+y≤1.2，1.9≤n≤2.2。
5、优选地，其bet比表面积为460～740m2/g，孔径分布为1.25～1.85nm。
6、本专利技术还提供了一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：
7、步骤1、混合：将一定浓度的锂盐溶液与13x沸石分子筛原粉搅拌混合，得到混合悬浮液；
8、步骤2、加热：将混合悬浮液加热至一定的温度，持续搅拌，经过一段反应时间后停止搅拌，冷却至室温；
9、步骤3、过滤：将上述步骤2得到的混合悬浮液放于离心机中，以一定的转速将固液相分离，过滤出沸石后洗涤，得到改性沸石分子筛固体粉末；
10、步骤4、烘干：将上述步骤3得到的固体粉末置于烘箱中烘干，得到锂离子改性的沸石分子筛。
11、优选地，在步骤1中，锂盐溶液为licl、lif、li2so4或lino3溶液，锂盐溶液浓度为0.1～1.0mol/l，
12、优选地，在步骤1中，搅拌通过磁力搅拌机进行机械搅拌，磁力搅拌机的搅拌速度为200～2000r/min。
13、优选地，在步骤2中，加热温度为60～110℃，反应时间为4～24h。其中加热通过磁力搅拌机进行加热，加热结束后自然冷却至室温。
14、优选地，在步骤3中，离心机的转速为1000～2000转/min，离心时间为2～10min，洗涤操作重复三次以上。其中，在分离时，用滤纸将固相滤出，再用去离子水洗涤，重复离心操作三次以上，洗去附着离子。
15、优选地，在步骤4中，烘干温度100～150℃，烘干时间4～24h。
16、优选地，所述锂离子改性沸石分子筛在25℃、0.6mpa下，氨气吸附量为340～382cm3/g。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、1、本专利技术将13x型沸石与锂盐溶液直接混合搅拌，在一定温度下反应，进行阳离子置换，过滤干燥后即可得到改性沸石，不需要对分子筛进行预处理，也不需要焙烧等过程，一步置换获得改性分子筛，显著简化了制备工艺，减小了生产难度，降低了生产成本，方便推广应用。
19、2、本专利技术制备的改性沸石具有较高的离子置换度，具有更高的比表面积；其低硅铝比给予其较强的机械强度，在受到较大应力时能保证其孔隙结构，且改性沸石具有较高的稳定性。
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1.一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，由数个β笼构成，骨架硅铝比为1～1.5，孔隙率为0.45～0.65。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，该分子筛的化学组成表示为xLi2O·yNa2O·Al2O3·nSiO2·6H2O，其中0.25≤x≤0.95，0.85≤x+y≤1.2，1.9≤n≤2.2。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，其BET比表面积为460～740m2/g，孔径分布为1.25～1.85nm。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，在步骤1中，锂盐溶液为LiCl、LiF、Li2SO4或LiNO3溶液，锂盐溶液浓度为0.1～1.0mol/L。
6.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，在步骤2中，加热温度为60～110℃，反应时间为4～24h。
7.根据权利要求4所述的一种锂离
8.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，在步骤3中，离心机的转速为1000～2000转/min，离心时间为2～10min，洗涤操作重复三次以上。
9.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，在步骤4中，烘干温度100～150℃，烘干时间4～24h。
10.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，所述锂离子改性沸石分子筛在25℃、0.6MPa下，氨气吸附量为340～382cm3/g。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，由数个β笼构成，骨架硅铝比为1～1.5，孔隙率为0.45～0.65。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，该分子筛的化学组成表示为xli2o·yna2o·al2o3·nsio2·6h2o，其中0.25≤x≤0.95，0.85≤x+y≤1.2，1.9≤n≤2.2。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子改性沸石分子筛，其特征在于，其bet比表面积为460～740m2/g，孔径分布为1.25～1.85nm。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种锂离子改性沸石分子筛的制备方法，其特征在于，在步骤1中，锂盐溶液为licl、lif、li2so4或lino3溶液，锂盐溶液浓度为0.1～1.0mol/l。
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【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓玲，折晓会，郝长生，高飞，周娜，尤占平，刘伟，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：
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