高岭土为原料.doc

沸石分子筛今后研究方向： 1）研制价格低廉的沸石分子筛；2）研究沸石分子筛的合成及改性，提高其吸附容量和选择性；3）建立和完善评价吸附剂性能的定量指标前沿部分高岭土的活化方法1、煅烧活化法适用条件：热稳定性差、有相对较低且较稳定的结构破坏温度的矿物原料原料活化的重要条件：在给定的煅烧温度条件下，原料的矿物晶体结构被破坏，但没有生成新的结晶矿物相。高岭土的简介：高岭土中的硅、铝原子都是以结晶的形式存在，目前的研究普遍认为，这种形式存在的硅、铝的性能非常稳定，不易被破坏。但当高岭土在一定温度下焙烧后，晶体结构被破坏，形成了具有化学活性的氧化硅、氧化铝，容易受到酸、碱离子的进攻。步骤：高岭土在受热过程中的相变一般包括以下 3 个步骤 2-3 高岭石分解为偏高岭石 2Al2Si2O5(OH)42Al2Si2O7+4H2O 偏高岭石分解为尖晶石、活性硅 2Al2Si2O7Si3O4Al12+SiO2 尖晶石分解为莫来石、方英石 3Si3O4Al122Si2Al6O12+ 5SiO2焙烧过程中，高岭土层间的氢键断裂，结晶水脱除，有序的片层晶体结构的高岭土转变成无序结构的偏高岭土，使得原晶体内层的部分基团外露，且由于结晶水的脱去，表面活性点的种类和数量增多（从OH 变为SiO 、AlO 和部分剩余的OH），使其反应活性增大4。通过控制焙烧温度，可以获得不同的煅烧产品，以满足不同的需求。2、高岭土碱热活化适用条件：酸性或两性矿物原料，部分弱碱性矿物原料。碱类物质：常用的碱类物质为NaOH、Na2CO3，有时根据原料的基本阳离子组成及合成沸石分子筛品种的需要采用KOH、K2CO3等。此法优点：碱热活化法与热活化法相比，高岭土的活化温度可降低 150 220 ，结晶态石英活化温度降到 600 。硅质原料、铝质原料经过碱溶处理后，通常可以达到整体活化，而硅铝质原料可以整体或部分活化。 机理：潘群雄等5认为在高岭土碱热活化过程中，碱起到矿化剂作用，碱活化了伴生惰性矿物石英，碱促进煅烧高岭土中六配位铝转变为活性四配位铝，碱促进硅铝聚合态向具有 笼结构的方钠石和高活性的偏硅酸钠的转变。 3、高岭土酸热活化 酸类物质：酸热活化常用的酸类物质主要为盐酸、硫酸或它们的混合物。通常用酸热活化法时，无论处理何种矿物原料，都需要有较高的酸浓度并且保持较高的温度（50 90 ），才能达到较好的效果。酸热活化处理在使这些原料较好地活化的同时还能够去除部分组分。沸石分子筛的合成方法 1、直接转化法2、微波合成法3、水热合成法4A型沸石分子筛（吴其胜等人的方法）：称取一定质量煅烧后的高岭土与 1 3 mol/L 的NaOH 溶液（固液质量比1 20 ）混合转移至反应釜中先于 85 水中加热3 h，静置陈化一定时间后于 95 进行二次水热处理，静置过夜用无水乙醇洗涤 3 次过滤，干燥得到4A沸石分子筛P 型分子筛（孔德顺等人的方法）：取煅烧处理后的高岭土于三颈烧瓶中，加入一定量的硅酸钠、氢氧化钠和水；在 55 下强烈搅拌至完全混合均匀，室温下老化一定时间，然后将三颈烧瓶放入 95 的水浴中搅拌加热，进行晶化反应；晶化结束后抽滤，用去离子水洗涤至滤液的pH值为 10 11 将滤饼在 110 下烘干 4 h，即得到 P 型分子筛原粉。高硅SAPO-5 分子筛：需要模板剂4、ZSM-5型分子筛的合成方法 1）无模板剂合成ZSM-5：原料：硅酸钠为硅源，硫酸铝为铝源，用氨水、硫酸调节pH值 原料摩尔比为：（821）Na2O1A12O350SiO2 （2344）NH33703 H2O 合成过程为：首先配制一定浓度的A溶液（1gAl2(SO4)318H2O，3.6mL浓H2SO4 ，15mLH2O）与B溶液（21.315gNa2SiO39H2O，50mLH2O），并将B溶液加热剧烈搅拌下，把B溶液缓慢的滴加装入A溶液的三口烧瓶中，然后滴加稀释的氨水到上述溶液的混合物中调节pH912.5，滴加完毕后在室温下搅拌混合物2h，把混和均匀的反应液到入到不锈钢晶化釜中，180下晶化72h取出产物离心分离，用蒸馏水洗涤产物数次，直至洗涤液pH8将产物放入烘箱中110下干燥12h，便得掺铁的ZSM-5分子筛粉末Z12）晶种法合成ZSM-5：由于晶化时间较长，加入一定硅铝比（Si / Al =50）的ZSM-5干基做结构导向剂，缩短晶化时间，晶化12h即可制得产品原料的摩尔配比为（1520）Na2O1Al2O350SiO24170H2O0.25g晶种( Si / Al =50)合成过程为：首先配制一定浓度的A溶液（1gAl2(SO4)318H2O，3.6mL浓H2SO4 ，15mLH2O）与B溶液（21.315gNa2SiO39H2O，50mLH2O），并将B溶液加热剧烈搅拌下，把B溶液缓慢的滴加装入A溶液的三口烧瓶中，滴加完毕后先在室温下搅拌混合物0.5h，加入晶种再继续搅拌1.5h并使合成液的pH值在912.5最后把混和均匀的反应液到入到不锈钢晶化釜中，180下晶化12h取出产物离心分离，用蒸馏水洗涤产物数次，直至洗涤液pH8将产物放入烘箱中110下干燥，便得纯ZSM-5分子筛粉末Z25、高岭土原位晶化合成分子筛用高岭土原位晶化技术一步法得到的产物CRM（crystallized microspheres ），经处理制备FCC 催化剂为原位晶化催化剂（又称“全白土催化剂”）原位晶化工艺就是利用高岭土经焙烧生成的活性SiO2 和Al2O3,在碱性条件下合成分子筛，剩余部分主要是尖晶石和少量莫来石，可作为催化剂载体。采用原位晶化法合成的分子筛具有独特的优势：分子筛晶粒小，增加了外表面的活性中心，降低了扩散阻力，使渣油分子接近活性中心的概率增大，有利于渣油裂解。原位晶化工艺制备的分子筛均匀分布在微球外表面和孔道内表面，与黏结剂法生产催化剂相比，分子筛的利用率大为提高。在原位晶化工艺中，分子筛与载体以化学键相连，具有很好的结构稳定性，活性稳定性高。 原位晶化法合成分子筛时，其原料普遍需要进行一定的处理。Liu 等在研究中发现以高岭土为原料原位晶化合成分子筛中，未焙烧的母体微球无法用水热法合成出 NaY 沸石，故其对高岭土进行了加工以实现原位晶化工艺：先将高岭土浆液喷雾成型为微球，微球在焙烧时，其中一部分的Al2O3 则会失去在晶化中的反应性能，使 SiO2高度活化，从而提高反应体系中的有效SiO2/Al2O3.焙烧微球通过液相补充水玻璃和氢氧化钠来使得晶化体系中的化学反应活性组分达到合成 NaY 的配比要求。在碱性溶液和一定的晶化条件下，在孔道的内外表面上形成 Y 型分子筛。而Tan 等以高岭土为原料原