無粘結劑LSX的制備及陽離子交換對其性能影響的研究.pdf

1、隨著科學技術日新月異的發(fā)展，材料化學研究領域中沸石分子篩的研究不斷拓展創(chuàng)新。沸石分子篩以其良好的吸附性能和催化性能廣泛應用于石油化工和空氣分離領域，分子篩本身的性質直接影響生產的效率。在工業(yè)生產中，降低生產成本，減少能量消耗是對國家提出的節(jié)能減排政策的積極響應。因此，開發(fā)具有優(yōu)良性能的吸附劑是空氣分離技術發(fā)展的關鍵。
　　 人工合成的分子篩一般為細小顆粒，需要加入一定量的粘結劑成型后才能應用在工業(yè)生產中。高嶺土是一種常用的粘結劑

2、，我國高嶺土的儲量豐富且土質較好，可以大量的應用在工業(yè)生產中。
　　 本論文采用高嶺士為粘結劑，與LSX粉混合成型，通過焙燒將高嶺土轉變?yōu)槠邘X，再在堿溶液中水熱晶化的方法，制各了無粘結劑LSX分子篩?？疾炝酥聘鞑襟E中晶化條件的影響，并在選取了最佳晶化條件后，對型體分子篩進行K+、NH+4、Li+交換，考察離子交換對分子篩晶體結構和氣體吸附性能的影響。研究結果包括以下兩部分：
　　 (1)晶化條件的考察結果考察了NaOH

3、溶液濃度分別為1、1 2、2、3、4、5mol／L時，分子篩的晶型、相對結晶度的變化。當NaOH溶液濃度分別為1、1 2、2mol／L，晶化時間分別為5h、8h，溫度為90℃時，這六種晶化條件下的最佳條件為：NaOH濃度為2mol/L，晶化時間為5h，溫度為90℃。NaOH溶液濃度增加時，產生了SOD雜晶。而NaOH濃度為2mol／L，晶化時間為5h，溫度升高至95℃比90℃條件下，分子篩的相對結晶度提高。綜合上述，選擇最佳晶化條件為：

4、NaOH濃度為2mol/L，晶化時間為5h，溫度為95℃。
　　 (2)K+，NH4+，Li+離子交換對分子篩晶體結構和吸附性能的影響結果表明，隨著K+交換度的增加，分子篩的某些特征峰的強度隨著K+交換度的提高而降低，因此可以通過觀察沸石分子篩峰強度的變化來估算離子交換度。K+交換使LSX分子篩的某些XRD譜峰有向低角度偏移的趨勢，說明K+交換使分子篩的晶體結構發(fā)生了變化。
　　 經過K+交換分子篩的CO2／N2增加，均

5、達到了20以上，更適合用在CO2氣體分離凈化中N2的脫除。NH4+交換使得LSX分子篩的衍射峰強度降低，且交換度越高，峰強度越低。
　　 采用對NH+-LSX進行LioH交換的方法制備的Li-LSX較好的保持了LSX的晶體結構，它的XRD圖譜中譜峰都向大角度位移。采用該方法制各的Li-Lsx對N2的吸附量比LSX粉有較大的提高，是LSX粉的2.5倍，對O2的吸附量也有提高，但提高相比N2的提高要小，所以總的氮氧比提高，這樣更加適