[发明专利]一种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法

说明书

本发明涉及的是一种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法，这种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法：一、以氢氧化铝和硅酸钠为原料，通过水热法合成出微米尺度的方沸石，晶粒尺寸2‑10μm；二、以有机酸细粒化处理微米尺度方沸石，得到纳米尺度方沸石晶种：采用0.5‑10.0 mol/L有机酸在25‑45℃对微米尺度方沸石晶种在超声波下处理0.5h‑36h，进行细粒化处理，得到纳米尺度方沸石的晶种；三、协同超声波低温水热合成法，实现方沸石晶粒尺寸的调控，最终获得单晶粒，纳米尺度方沸石。本发明合成了以纳米尺寸的方沸石，实现了高比表面积沸石的制备，方沸石结晶度好，形貌规则，粒径小，纯度较高。

技术领域

本发明涉及分子筛调控和定向合成领域，具体涉及一种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法。

背景技术

方沸石（ANA）是一种稀缺的天然沸石，独特的骨架结构决定了其特殊的孔道性质，已引起国内外众多科研机构的广泛关注。方沸石是一种小孔径晶体，孔道直径1.2Å，在放射性物质的吸附与贮藏，以及小分子的选择性催化方面有卓越性能。作为重要的矿产资源和化工原料，方沸石又具有独特的晶体化学性质，被广泛应用于催化、离子交换和离子吸附反应领域，特别是含重金属离子废水处理等方面。

相比于天然方沸石矿具有金属杂质含量高、化学组成不稳定、热稳定性差等方面的不足，人工合成的方沸石具有纯度高、晶体结构完整、化学稳定性和热稳定性高等优点，因此其具有更高的普适性。公开号为CN106745027A的发明公开了一种将原料粉煤灰进行研磨处理、高温煅烧、酸处理，进而经搅拌、陈化，采用水热法合成方沸石的方法。该方法能制备出具有一定耐高温性能的方沸石。公开号为CN105271290A的发明公开了一种用高铝粉煤灰制备方沸石的方法。该方法的特征在于，高铝粉煤灰经脱硅处理后配制成混合浆液，经焙烧、除杂、晶化、过滤、洗涤、干燥等步骤得到方沸石。该发明原料的利用率较高，同时开辟了一种高铝粉煤灰利用新途径。公开号为CN106672991A的发明公开了一种纳米级方沸石的合成方法。该方法将碱源、铝源、硅源、水和N-甲基吡咯烷以一定摩尔比和一定条件下充分反应，制备了结晶度高、晶相纯、比表面积大的纳米方沸石，该方法采用生产成本较高。因此，探寻一种低成本、高产率的人工合成方沸石方法具有广阔的应用前景。在公开号为CN104291348A的发明中，CN201410501094.0公开了一种添加空间位阻剂制备新型方沸石的方法。该方法将粉煤灰进行预处理、活化，提取其中的硅铝组分，与水、空间位阻剂以一定的摩尔比混合均匀，充分反应，得到规则的新型方沸石晶体。该发明原料廉价易得，操作简便，反应能耗低，且以空间位阻剂调控分子筛的生长，产物尺寸与形貌均一，此方法是粉煤灰高附加值利用的重要途径之一。

然而，尽管人工合成方沸石已实现晶体结构的完整化，但微米尺度的分子筛产品远不能满足人们的需求，其粒度细化的挑战亟待攻克，开发纳米尺度方沸石尺寸调控方法尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法，这种一种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法用于解决现有技术中微米尺度的分子筛产品远不能满足人们需求的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种制备纳米尺寸方沸石晶粒的调控方法：

一、以氢氧化铝和硅酸钠为原料，通过水热法合成出微米尺度的方沸石，晶粒尺寸2-10μm；

二、以有机酸细粒化处理微米尺度方沸石，得到纳米尺度方沸石晶种：

采用0.5-10.0 mol/L有机酸在25-45℃对微米尺度方沸石晶种在超声波下处理0.5h-36h，进行细粒化处理，得到纳米尺度方沸石的晶种；