納米分子篩的制備新工藝.pdf

1、本文采用了以甲基纖維素作空間限制劑的空間限制法以及超聲波輻射法制備了A型、X型以及復(fù)合型A/X分子篩。在空間限制法中，考察了不同體系，以及不同甲基纖維素量的限制效果；在超聲波輻射法中，考察了不同體系、晶化時(shí)間、晶化溫度以及陳化時(shí)間對(duì)合成分子篩的影響。對(duì)合成的樣品進(jìn)行了XRD、BET、TEM、FT-IR、TG-DSC等表征。結(jié)果表明，在體系5.85Na2O:Al2O3:2.7SiO2:155H2O中，與常規(guī)水熱法合成的樣品相比，空間限制法

2、合成的A型分子篩不僅具有相當(dāng)?shù)臒岱€(wěn)定性，而且相對(duì)結(jié)晶度高，晶面間距小，顆粒小且均勻(250 nm左右)，微孔結(jié)構(gòu)豐富，晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整，相對(duì)吸光強(qiáng)度強(qiáng)。在體系5.80Na2O：A12O3：2.98SiO2：4.28KOH：119H2O中，結(jié)果表明，與常規(guī)水熱法相比，加了空間位阻劑甲基纖維素成功地限制了顆粒的生長(zhǎng)，而且15 g凝膠加2.5 g甲基纖維素合成樣品的相對(duì)結(jié)晶度高(110％)，晶面間距小，外比表面大(24.3 m2/g)，結(jié)構(gòu)規(guī)整性

3、好，顆粒尺寸均勻(1.5μm)，平均粒徑減小了約3倍。隨加入甲基纖維素量的增加，合成樣品的BET，孔體積與顆粒尺寸減小，而且BET與孔體積減小幅度增大，外比表面先增大后減小，但當(dāng)加入甲基纖維素量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致合成樣品的相對(duì)結(jié)晶度下降。而在體系6.07Na2O:A12O3:4.23SiO2:103.8H2O中，1.5g凝膠加入4g10wt％MC水溶液合成的x型分子篩的外比表面大(56.6 ㎡/g)，粒徑小(約80nm)，晶體結(jié)構(gòu)規(guī)整，但孔面

4、積減小了。 結(jié)果表明，在體系5.85Na2O:xSiO2：A12O3:105H2O(x=2.3，2.7，3.0，3.3)中，隨著硅鋁比的增大，不利于A型分子篩的形成，而有利于X型分子篩的形成，但所需的晶化溫度更高，超聲晶化時(shí)間更長(zhǎng)。當(dāng)硅鋁比x=2.3時(shí)，隨超聲晶化時(shí)間的延長(zhǎng)，A型分子篩的相對(duì)結(jié)晶度提高，晶面間距減小，外比表面減小，平均粒徑增大，而隨晶化溫度的升高，合成A型分子篩的性質(zhì)也具有相同的變化規(guī)律；而在無(wú)加熱條件下，超聲波

5、輻射法也能快速合成球型納米A型分子篩，相對(duì)于常規(guī)水熱法，超聲波輻射40 min合成的樣品顆粒小且較均勻(約30 nm)，外比表面大(47.2 ㎡/g)，而超聲波輻射60 min合成的樣品，顆粒大且均勻(約200 nm)，外比表面小(21.4㎡/g)，晶體結(jié)構(gòu)為完善的立方型，同時(shí)擁有相當(dāng)?shù)乃疅岱€(wěn)定性，隨超聲晶化時(shí)間的延長(zhǎng)，外比表面先增大后減小。當(dāng)硅鋁比x=2.7時(shí)，在60℃超聲晶化20min就能合成納米復(fù)合型.A/X微孔分子篩，其外比表面

6、為121.14 ㎡/g，微孔的比表面為257.70 ㎡/g，晶粒呈球型且均勻，粒徑約為lO nm，且孔結(jié)構(gòu)規(guī)整，骨架結(jié)構(gòu)完善，同時(shí)隨超聲晶化時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品中A型分子篩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，而X型分子篩的增大，但樣品的BET和外比表面先減小再增大，而微孔面積稍減小。當(dāng)硅鋁比x=3.0時(shí)，60℃超聲波輻射法合成的為復(fù)合型A/X分子篩，隨超聲晶化時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品中A型分子篩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，而X型分子篩的增大，但BET、外比表面和微孔比表面均是增大

7、的；當(dāng)陳化12h后，超聲波輻射法合成的為X型分子篩，隨超聲晶化時(shí)間的延長(zhǎng)，相對(duì)結(jié)晶度和產(chǎn)率提高，但BET和外比表面先減小后增大；隨陳化時(shí)間的延長(zhǎng)，X型分子篩的相對(duì)結(jié)晶度和產(chǎn)率提高，BET和外比表面增大，但粒徑減小。與無(wú)陳化的相比，陳化后的相對(duì)結(jié)晶度和產(chǎn)率更高，BET和外比表面更大，即粒徑更小，孔結(jié)構(gòu)更規(guī)整。當(dāng)硅鋁比x=3.3時(shí)，結(jié)果表明，60℃不陳化時(shí)，超聲晶化時(shí)間越長(zhǎng)，樣品的比表面積越大，晶粒越小，晶體結(jié)構(gòu)越規(guī)整；當(dāng)超聲晶化時(shí)間不變，