[发明专利]一种NaX沸石分子筛及其制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种NaX沸石分子筛及其制备方法，其特征在于以废催化剂、硅藻土为原料，通过水热晶化合成法制备出NaX沸石分子筛。属于无机材料合成领域。

背景技术

 沸石分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，在具有良好的择形性能的同时具有良好的热和水热稳定性，被广泛用于催化和吸附分离工艺中。一般直接合成的沸石分子筛是松散的晶体粉末，在实际存储过程中易失活和聚集成块的缺点，在应用过程中，粉尘大，且需要加入粘结剂成型，使材料的有效表面积明显减少。

    X型沸石可以用于气体净化、有机物和水热的脱除，气体的深度干燥，改性后可用作有机催化剂、吸附剂和洗涤剂助剂，是用量最大的沸石之一。最早公开出的制备方法是采用水玻璃和铝酸钠混合成胶后在100 ℃左右的条件下水热晶化合成的。X型沸石分子筛的晶胞常数一般为2.490 nm左右，低的硅铝比能够提高吸附容量和离子交换能力。

FCC废催化剂物料是目前炼油厂的主要固体废弃物之一，并且其数量随着原料油的重质化和劣质化以及加工量的增加而显著加大。目前FCC废催化剂除少量用于土壤改良或做水泥和陶瓷生产的原料外，大多数采用填埋的方法进行处理。随着国家对环保要求的日益严格，如何合理处置FCC废催化剂对炼油企业和催化剂厂家均是严峻的考验。

FCC废催化剂物料含有一定量的沸石（主要为改性Y型沸石分子筛），主要成分有SiO₂、Al₂O₃、RE₂O₃、Na₂O、Fe₂O₃等，并具有一定的比表面积和孔体积，其中SiO₂、Al₂O₃等有效组分可以用于沸石分子筛的合成，这既可实现FCC废催化剂物料的资源化利用，在环境治理方面也有实际意义。

中国专利CN 1171789C公开了一种晶胞常数大于等于2.50纳米的低硅铝比X沸石的制备方法，根据废渣和/或母液的化学组成，在催化剂厂废渣和/或母液中根据所需投料配比加入氢氧化钠和氢氧化钾混合碱以及水玻璃和/或铝源，并混合均匀，将所得混合物在20-50 ℃下陈化1-4天；将所得陈化后的凝胶按常规方法在50-90 ℃下水热晶化10-40小时可得产物。

中国专利 CN 101704534A公布了一种基于煤系高岭土合成的X型沸石分子筛。在反应釜中先将高岭土和水玻璃充分溶解于水，在强力搅拌下缓慢加入氢氧化钠，再加入晶种，于室温条件下搅拌陈化4～6小时，再在60～80℃条件下搅拌晶化2～4小时，然后在90～100℃条件下继续搅拌晶化12～48小时，最后将晶化后的产物用水洗至pH为11，烘干，即得X型沸石分子筛。该发明分段合成，工艺流程繁琐，但利用内蒙古煤系高岭土代替传统的化工原料，成本低，提高了内蒙古煤系高岭土的利用率及附加值。

USP 2882244公开了使用合成NaY沸石分子筛时所用的导向剂，利用碱金属或碱土金属可合成组成为0.9±0.2 M_2/n O·Al₂O₃·2.5±0.5 SiO₂·x H₂O的X型沸石分子筛。USP 5885331，USP 4606899 公开了低硅铝比X型沸石的合成。USP 4606899公开了采用高岭土合成X型沸石分子筛，利用高岭土提供铝源，采用分段或动态合成低硅铝比的X型沸石分子筛。

本发明以废催化剂、硅藻土为原料，采用水热晶化合成NaX沸石分子筛。这种方法制备成本低，可实现固体废弃物的高效回收再利用，产物具有沸石分子筛含量高，吸附容量大，中大孔结构丰富和机械性能好的特点。

发明内容                                                                                  

本发明的目的是提供一种简单易控、成本低廉的NaX沸石分子筛及其制备方法。

本发明以废催化剂、硅藻土为原料，采用水热晶化合成法制备NaX沸石分子筛材料。由于特色的工艺，材料中沸石分子筛与载体紧密结合，具有更好的抗磨损性能，同时拥有发达的中大孔结构，可以保证应用时对材料强度和孔道的要求。该制备方法的特征在于以下步骤：