CN114426284B - 一种介孔纳米x分子筛及其制备方法 - Google Patents
一种介孔纳米x分子筛及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种介孔纳米X分子筛,所述X分子筛的晶粒粒径为10~600纳米,含有两种介孔孔道,最可几孔直径分别为5~25纳米和30~55纳米。该X分子筛用于从二取代基苯化合物中吸附分离对位二取代基苯异构体,具有良好的传质性能和较高的吸附选择性。
Description
技术领域
本发明为一种纳米X分子筛及其制备方法,具体地说,是一种具有介孔的纳米X分子筛及其制备方法。
背景技术
分子筛是一类具有特殊骨架结构的晶体材料,由于具有均一的微孔孔道、可调的酸性和良好的离子交换性能,被广泛用于分离、催化等领域。目前,工业上多使用X分子筛作为混合碳八芳烃吸附分离吸附剂的活性组分,X分子筛的性质、骨架结构化学组成、晶粒粒径、内部孔道结构等会显著影响吸附剂的吸附容量、吸附选择性和传质性能。
CN1191199C公开了一种小晶粒X分子筛的制备方法,该方法采用低温下制备的导向剂合成X分子筛,制得的X分子筛的晶粒粒径为0.5~1.0微米,氧化硅/氧化铝摩尔比为2.40~2.55。
CN103214002B公开了一种小晶粒X分子筛原粉的制备方法,该方法采用高碱度铝酸钠制备导向剂,制备的X分子筛原粉的晶粒粒径为500~1000纳米,饱和吸水量为31%以上,氧化硅/氧化铝摩尔比为2.3~2.4。
CN105967204A公开了一种低硅X分子筛的制备方法,该方法使用硅酸钠溶液和铝酸钠溶液作为硅源和铝源,按氧化硅/氧化铝摩尔比为2.0~2.5的配比将两种液体,在35-50℃和大于1000转/分的高速搅拌条件下晶化8~16h,合成的X分子筛的氧化硅/氧化铝摩尔比为2.03~2.10,静态饱和水吸附量为33.2%~34.4%。
发明内容
本发明的目的是提供一种介孔纳米X分子筛及其制备方法,所述X分子筛用于从二取代基苯化合物中吸附分离对位二取代基苯异构体,具有良好的传质性能和较高的吸附选择性。
本发明提供一种介孔纳米X分子筛,所述X分子筛的晶粒粒径为10~600纳米,含有两种介孔孔道,最可几孔直径分别为5~25纳米和30~55纳米。
本发明所述的介孔纳米X分子筛中的介孔由纳米X分子筛相互连接而形成,有两种介孔孔道,具有良好的传质性能和吸附选择性。
附图说明
图1为本发明实例1制备的介孔纳米X分子筛的X射线衍射(XRD)谱图。
图2为本发明实例1制备的介孔纳米X分子筛的扫描电镜(SEM)照片。
图3为本发明实例1制备的介孔纳米X分子筛的孔径分布曲线。
图4为本发明实例2制备的介孔纳米X分子筛的孔径分布曲线。
图5为本发明实例3制备的介孔纳米X分子筛的孔径分布曲线。
图6为本发明实例4制备的介孔纳米X分子筛的孔径分布曲线。
图7为本发明实例5制备的介孔纳米X分子筛的孔径分布曲线。
图8为对比例1制备的X分子筛的SEM照片。
图9为对比例1制备的X分子筛的孔径分布曲线。
图10为对比例2制备的X分子筛的孔径分布曲线。
图11为对比例3制备的X分子筛的孔径分布曲线。
具体实施方式
本发明提供的介孔纳米X分子筛具有较小的晶粒尺寸,小晶粒X分子筛相互连接形成形貌不规则的聚集体,并在聚集体之间形成两种介孔,有利于改善传质性能。所述X分子筛的合成降低了合成体系的碱含量和水含量,并将硅源、铝源温度降至0~5℃,再与其它物料混合后进行晶化反应,较低的起始温度有利于导向剂在低温下形成更多的晶核,在低水含量下,小晶粒X分子筛相互连接形成形貌不规则的聚集体,使合成的X分子筛易于从分子筛合成母液中分离,解决了合成小晶粒X分子筛过程中生成的X分子筛与母液难以分离的问题,并形成具有两种介孔孔道的X分子筛。
本发明所述X分子筛的比表面积优选为720~800m2/g、更优选720~760m2/g,总孔体积优选为0.40~0.5cm3/g、更优选0.40~0.47cm3/g,介孔体积优选为0.08~0.2cm3/g、更优选0.08~0.15cm3/g。
本发明所述X分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比优选2.0~2.5、更优选2.0~2.45。
所述X分子筛的晶粒粒径优选20~550纳米、更优选20~500纳米,最可几孔直径分别优选10~25纳米和30~50纳米。
所述的X分子筛的阳离子位可为ⅡA族金属或者为ⅡA族金属和ⅠA族金属共同占据。所述的ⅡA族金属优选Ba,ⅠA族金属优选K、Li和Na中的至少一种。
本发明所述X分子筛的制备方法,包括如下步骤:
(1)将硅源、铝源、水和氢氧化钠混合,各物料摩尔比为SiO2/Al2O3=10~25,Na2O/SiO2=0.6~1.8,H2O/SiO2=10~50,在15~60℃老化1~72小时,制成导向剂,
(2)取0~5℃的硅源、铝源,与(1)步制备的导向剂、氢氧化钠、氢氧化钾、水混合均匀形成分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为:SiO2/Al2O3=2.0~2.9、(Na2O+K2O)/SiO2=0.2~1.18,H2O/SiO2=5~24、K+/(K++Na+)=0.06~0.4,所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.01~1.0%,合成体系的温度为1~8℃,
(3)将(2)步所述的分子筛合成体系于90~150℃静态晶化1~3小时,搅拌2~10分钟,继续静态晶化4~12小时,晶化后所得固体经洗涤、干燥,得到介孔纳米X分子筛。
本发明所述的铝源优选低碱度偏铝酸钠溶液、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝和铝酸钠中的一种或几种,优选低碱度偏铝酸钠。所述低碱度偏铝酸钠溶液中Al2O3含量为18~28质量%,Na2O含量为20~30质量%。
所述的硅源选自正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃中的一种或几种,优选硅溶胶或水玻璃。
本发明方法(1)步为合成导向剂,各物料摩尔比优选为SiO2/Al2O3=12~20,Na2O/SiO2=0.6~1.5,H2O/SiO2=10~30,所述混合物老化温度优选10~45℃,时间优选10~30小时。
本发明方法(2)步为在低温下制备分子筛合成体系,取0~5℃、优选0~3℃的硅源、铝源,与导向剂、氢氧化钠、氢氧化钾、水混合均匀形成分子筛合成体系。优选地,(2)步所述的分子筛合成体系中各物料的摩尔比为:SiO2/Al2O3=2.0~2.9、(Na2O+K2O)/SiO2=0.5~1.15、H2O/SiO2=15~24,K+/(K++Na+)=0.09~0.35。所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比优选为0.05~0.5%。合成体系温度优选1~5℃。
本发明方法(3)步为将合成体系进行晶化和干燥。(3)步中将(2)步制备的分子筛合成体系进行两段静态晶化,中间进行搅拌。优选地,将合成体系于90~130℃静态晶化1~3小时,搅拌2~8分钟,继续静态晶化9~12小时。晶化后所得固体经洗涤、干燥,得到介孔纳米X分子筛。所述干燥温度优选70~100℃、更优选75~90℃,干燥时间优选2~20小时、更优选8~16小时。
本发明所述的X分子筛适用于从混合二取代基苯化合物中吸附分离对位二取代基苯异构体,如从混合碳八芳烃中吸附分离对二甲苯,也可用于从二乙基苯中吸附分离对二乙苯或从甲酚中吸附分离对位异构体。所述二取代基苯的取代基优选C1~C2的烷基或羟基。从混合碳八芳烃中吸附分离对二甲苯时,所用的解吸剂可为对二乙苯或甲苯。
本发明所述的X分子筛的阳离子位可通过离子交换引入所需的阳离子,优选的阳离子为ⅡA族金属离子或者为ⅡA族金属离子和ⅠA族金属离子,所述的ⅡA族金属离子优选Ba2+,ⅡA族金属离子和ⅠA族金属离子优选Ba2+和K+,若阳离子为Ba2+和K+时,则BaO与K2O的摩尔比优选为25~48。
上述离子交换的方法为用钡的可溶性盐溶液或钡和钾的可溶性盐混合溶液对X分子筛进行离子交换,离子交换温度优选30~98℃,离子交换时间优选2~10小时。
吸附选择性和对吸附目的组分的吸附、解吸速率是评价吸附剂性能的重要指标。选择性为吸附平衡时,吸附相中两组分浓度的比值与非吸附相中该两组分浓度的比值之比。所述吸附平衡是指混合C8芳烃(也可为其它可分离的二取代基苯混合物)与吸附剂接触后,吸附相和非吸附相之间不发生组分净转移时的状态。吸附选择性的计算公式如下:
其中,C和D表示欲进行分离的两种组分,AC和AD分别表示吸附平衡时吸附相中C、D两种组分的浓度,UC和UD分别表示吸附平衡时非吸附相中C、D两种组分的浓度。当两种组分的选择性β≈1.0时,表明吸附剂对两种组分的吸附能力相当,不存在被优先吸附的组分。当β大于或小于1.0时,表明一种组分被优先吸附。具体地说,当β>1.0时,吸附剂优先吸附C组分;当β<1.0时,吸附剂优先吸附D组分。从分离的难易程度讲,β值越大,吸附分离越容易进行。较快的吸附、解吸速率,有利于减少吸附剂和解吸剂的用量,提高产品收率,降低吸附分离装置的操作费用。
本发明使用一种动态脉冲实验装置测定吸附选择性和对二甲苯的吸附、解吸速率。该装置由进料***、吸附柱、加热炉、压力控制阀等组成。吸附柱为Ф6×1800毫米的不锈钢管,吸附剂装量为50毫升。吸附柱下端入口与进料和氮气***相连,上端出口接压力控制阀,再与流出物收集器连接。实验所用解吸剂是30%体积的甲苯(T)和70%体积的正庚烷。脉冲液组成为各占5%体积的乙苯(EB)、对二甲苯(PX)、间二甲苯(MX)、邻二甲苯(OX)、正壬烷(NC9)和75%体积的所述解吸剂。
选择性的测定方法为:将称量好的吸附剂装入吸附柱震实,在氮气气氛中于160~190℃脱水活化;再通入解吸剂排除***中的气体;然后将***压力升至0.8MPa,温度升至135℃,停止通入解吸剂,以1.0时-1的体积空速通入8毫升脉冲液,之后切换并以同样的体积空速通入解吸剂,每隔2分钟取3滴脱附液样品,用气相色谱分析。以脱附用解吸剂体积为横坐标,NC9、EB、PX、MX和OX各组分浓度为纵坐标,绘制出上述各组分的脱附曲线。其中,NC9不被吸附,可作为示踪剂来获得吸附***的死体积。将示踪剂半峰宽的中点作为零点,测定EB、PX、MX、OX各组分半峰宽中点到零点的净保留体积R,任意组分的净保留体积与吸附平衡时的分配系数成正比,反映了各组分与吸附剂间的作用力,两组分净保留体积之比即为选择性β。
为了表示PX的吸附、解吸速率和PX与解吸剂甲苯(T)之间的吸附选择性,引入PX的吸附速率[SA]10-90和解吸速率[SD]90-10。吸附速率[SA]10-90为PX的脉冲脱附曲线中PX浓度从10%上升到90%所需的解吸剂体积,解吸速率[SD]90-10为脉冲脱附曲线中PX浓度从90%下降到10%所需的解吸剂体积。[SA]10-90和[SD]90-10的值越小,PX的吸附和解吸速率越快。二者比值[SA]10-90/[SD]90-10定义为PX与解吸剂之间的吸附选择性βPX/T。若βPX/T远小于1.0,表示吸附剂对解吸剂的吸附能力太强,这对吸附过程是不利的,若βMX/T远大于1.0,则表示对解吸剂的吸附能力太弱,将会使脱附过程变得困难,理想的状况是βPX/T约等于1.0。
下面通过实例详细说明本发明,但本发明并不限于此。
实例及对比例中,采用甲苯气相吸附实验测定分子筛的吸附容量,具体操作方法为:在35℃下,使携带甲苯的氮气(甲苯分压为0.5MPa)与一定质量的分子筛接触,直到甲苯达到吸附平衡。根据甲苯吸附前后分子筛的质量差由下式计算出被测分子筛的吸附容量。
其中,C为吸附容量,单位为毫克/克;m1为吸附甲苯前被测分子筛的质量,单位为克;m2为吸附甲苯后被测分子筛的质量,单位为克。
分子筛的比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积按照ASTMD4365-95(2008)测定。
实例1
(1)制备铝源
将200kg氢氧化铝、180.68kg氢氧化钠和157.11kg去离子水加入反应釜中,加热至100℃,搅拌6小时,形成澄清透明的低碱度偏铝酸钠溶液,作为铝源。所述铝源中Al2O3含量为23.93质量%,Na2O含量为26.09质量%,Na2O与Al2O3的摩尔比为1.79。
(2)制备导向剂
在搅拌条件下,将4.02kg氢氧化钠、10.90kg去离子水、2.22kg(1)步制备的铝源和23.24kg的水玻璃(水玻璃中SiO2含量为20.17质量%,Na2O含量为6.32质量%,下同)加入反应釜中,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=15、Na2O/SiO2=1.07、H2O/SiO2=21,再于35℃静置老化16小时得到导向剂。
(3)原料降温
分别将100kg水玻璃、50kg(1)步制备的铝源降温至0℃。
(4)制备X分子筛
在搅拌条件下,将8.17kg去离子水、3.67kg氢氧化钾、46.94kg(3)步冷却至0℃的铝源和91.32kg(3)步冷却至0℃的水玻璃、0.85kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.05、H2O/SiO2=18、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.10%,合成体系的温度为3℃。
将上述分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,升温至100℃静态晶化2小时,搅拌5分钟,继续静态晶化10小时,然后过滤,所得固体用去离子水洗涤至滤液pH=8~9,80℃干燥12小时,得到X分子筛a,XRD谱图见图1,SEM照片见图2,图2显示其晶粒粒径为50~400纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.42(采用X射线荧光光谱分析,下同),孔径分布曲线见图3,显示最可几孔直径分别为16纳米和45纳米,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
(5)离子交换
取X分子筛a经压片成型、粉碎、筛分后得到粒径为300~850μm的颗粒,用0.18mol/L的硝酸钡和0.10mol/L的氯化钾的混合溶液进行阳离子交换,阳离子交换在柱式容器中进行,交换温度为90℃,时间为8小时,离子交换的液体体积空速为6小时-1。取离子交换后的固体颗粒,于80℃干燥8小时,得到BaKX分子筛,为吸附剂A,其中BaO与K2O的摩尔比为33。采用脉冲试验评价吸附剂A的吸附分离性能,结果见表2。
实例2
按实例1的方法制备X分子筛,不同的是(4)步中,在搅拌条件下,将7.78kg去离子水、1.50kg氢氧化钠、3.91kg氢氧化钾、46.94kg(3)步制备的0℃的铝源、91.32kg(3)步制备的0℃的水玻璃、0.85kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.12、H2O/SiO2=18、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.1%,合成体系温度为4℃。将分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,经中间有搅拌的两段静态晶化,过滤,所得固体用去离子水洗涤,干燥后得X分子筛b,其晶粒粒径为40~350纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.39,孔径分布曲线见图4,最可几孔直径分别为14纳米和42纳米,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛b,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂B,其中BaO与K2O的摩尔比为32,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
实例3
按实例1的方法制备X分子筛,不同的是(4)步中,在搅拌条件下,将1.64kg氢氧化钠、4.27kg氢氧化钾、51.20kg(3)步制备的0℃的铝源、99.62kg(3)步制备的0℃的水玻璃、0.93kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.12、H2O/SiO2=16.5、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.1%,合成体系温度为5℃。将分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,经中间有搅拌的两段静态晶化,过滤,所得固体用去离子水洗涤,干燥后得X分子筛c,其晶粒粒径为20~300纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.35,孔径分布曲线见图5,最可几孔直径分别为12纳米和38纳米,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛c,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂C,其中BaO与K2O的摩尔比为30,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
实例4
按实例1的方法制备X分子筛,不同的是(4)步中,在搅拌条件下,将24.41kg去离子水、1.77kg氢氧化钠、3.28kg氢氧化钾、38.40kg(3)步制备的0℃的铝源、74.72kg(3)步制备的0℃的水玻璃、0.70kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.15、H2O/SiO2=22、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.1%,合成体系温度为3℃。将分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,经中间有搅拌的两段静态晶化,过滤,所得固体用去离子水洗涤,干燥后得X分子筛d,其晶粒粒径为50~430纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.37,孔径分布曲线见图6,最可几孔直径分别为19纳米和47纳米,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛d,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂D,其中BaO与K2O的摩尔比为32,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
实例5
按实例1的方法制备X分子筛,不同的是(4)步中,在搅拌条件下,将30.71kg去离子水、1.62kg氢氧化钠、3.01kg氢氧化钾、35.20kg(3)步制备的0℃的铝源、68.49kg(3)步制备的0℃的水玻璃、0.64kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.15、H2O/SiO2=24、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.1%,合成体系温度为4℃。将分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,经中间有搅拌的两段静态晶化,过滤,所得固体用去离子水洗涤,干燥后得X分子筛e,其晶粒粒径为50~500纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.38,孔径分布曲线见图7,最可几孔直径分别为22纳米和50纳米,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛e,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂E,其中BaO与K2O的摩尔比为32,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
对比例1
按实例1的方法制备X分子筛,不同的是水玻璃和铝源不经过(3)步原料降温,且(4)步中在搅拌条件下,将74.01kg去离子水、2.20kg氢氧化钠、1.36kg氢氧化钾、13.00kg铝源、25.29kg水玻璃、0.24kg(2)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.80、(Na2O+K2O)/SiO2=1.41、H2O/SiO2=65、K+/(K++Na+)=0.1,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.1%,合成体系温度为35℃。将分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,经中间有搅拌的两段静态水热晶化,过滤,所得固体用去离子水洗涤,干燥后得X分子筛f,SEM照片见图8,显示其晶粒粒径为800~1300纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.42,孔径分布曲线见图9,图9显示所述X分子筛f中不含介孔,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛f,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂F,其中BaO与K2O的摩尔比为32,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
对比例2
(1)制备导向剂
按实例1(1)步的方法制备铝源,按(2)步的方法制备导向剂,不同的是将混合物于10℃静置老化18小时制得导向剂。
(2)制备X分子筛
在5℃下,将31.74kg去离子水、21.41kg铝源、31.12kg水玻璃、43.27kg(1)步制备的导向剂加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=3.38、Na2O/SiO2=1.87、H2O/SiO2=29.5,导向剂中所含Al2O3与X分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为10%,合成体系温度为8℃,以350转/分的转速搅拌0.5小时,升温至100℃水热晶化10小时,然后过滤,所得固体用去离子水洗涤至滤液pH=8~9,80℃干燥12小时,得到X分子筛g,晶粒粒径为700纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.42,孔径分布曲线见图10,显示无明显介孔,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛g,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,吸附剂G,其中BaO与K2O的摩尔比为36,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
对比例3
在25℃搅拌条件下,将9.79kg去离子水、7.86kg氢氧化钾、26.91kg铝源、41.32kg水玻璃、52.56kg去离子水加入反应釜中,得到X分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为SiO2/Al2O3=2.20、(Na2O+K2O)/SiO2=2.50、H2O/SiO2=40、K+/(K++Na+)=0.20,将上述分子筛合成体系转移到密闭反应釜中,70℃老化6小时,95℃水热晶化12小时,然后过滤,所得固体用去离子水洗涤至滤液pH=8~9,80℃干燥12小时,得到X分子筛h,晶粒粒径为4500纳米,SiO2/Al2O3摩尔比为2.06,孔径分布曲线见图11,显示X分子筛h不含介孔,比表面积、总孔体积、微孔孔体积和介孔孔体积以及甲苯吸附容量见表1。
取X分子筛h,按实例1(5)步方法进行离子交换,得到BaKX分子筛,为吸附剂H,其中BaO与K2O的摩尔比为34,采用脉冲试验评价其吸附分离性能,结果见表2。
表1
表2
Claims (10)
1.一种介孔纳米X分子筛,所述X分子筛的晶粒粒径为10~600纳米,含有两种介孔孔道,最可几孔直径分别为5~25纳米和30~55纳米,所述X分子筛的比表面积为720~800m2/g,总孔体积为0.40~0.5 cm3/g,介孔孔体积为0.08~0.2cm3/g,所述X分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为2.0~2.5。
2.按照权利要求1所述的分子筛,其特征在于所述X分子筛的晶粒粒径为20~550纳米,最可几孔直径分别为10~25纳米和30~50纳米。
3.按照权利要求1所述的分子筛,其特征在于所述的X分子筛的阳离子位为ⅡA族金属或者为ⅡA族金属和ⅠA族金属共同占据。
4.按照权利要求3所述的分子筛,其特征在于所述的ⅡA族金属为Ba,ⅠA族金属为K、Li和Na中的至少一种。
5.一种权利要求1所述X分子筛的制备方法,包括如下步骤:
(1)将硅源、铝源、水和氢氧化钠混合,各物料摩尔比为SiO2/Al2O3=10~25,Na2O/SiO2=0.6~1.8,H2O/SiO2=10~50,在15~60℃老化1~72小时,制成导向剂,
(2)取0~5℃的硅源、铝源,与(1)步制备的导向剂、氢氧化钠、氢氧化钾、水混合均匀形成分子筛合成体系,其中各物料的摩尔比为:SiO2/Al2O3=2.0~2.9、(Na2O+ K2O)/SiO2=0.2~1.18、H2O/SiO2=5~24,K+/(K++Na+)=0.06~0.4,所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.01~1.0%,合成体系的温度为1~8℃,
(3)将(2)步所述的分子筛合成体系于90~150℃静态晶化1~3小时,搅拌2~10分钟,继续静态晶化4~12小时,晶化后所得固体经洗涤、干燥,得到介孔纳米X分子筛。
6.按照权利要求5所述的方法,其特征在于(2)步所述的分子筛合成体系中各物料的摩尔比为:SiO2/Al2O3=2.0~2.9、(Na2O+K2O)/SiO2=0.5~1.15、H2O/SiO2=15~24、K+/(K++Na+)=0.09~0.35,所加导向剂中所含Al2O3与分子筛合成体系中所含Al2O3的摩尔比为0.05~0.5%。
7.按照权利要求5所述的方法,其特征在于所述的铝源选自低碱度偏铝酸钠溶液、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝和铝酸钠中的一种或几种。
8.按照权利要求7所述的方法,其特征在于低碱度偏铝酸钠溶液中Al2O3含量为18~28质量%,Na2O含量为20~30质量%。
9.按照权利要求5所述的方法,其特征在于所述的硅源选自正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃中的一种或几种。
10.按照权利要求5所述的方法,其特征在于(3)步中将分子筛合成体系于90~130℃静态晶化1~3小时,搅拌2~8分钟,继续静态晶化9~12小时。
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