[发明专利]一种沸石分子筛的制备方法及其应用

说明书

本发明提出了一种沸石分子筛的制备方法及其应用，涉及一种沸石吸附剂的制备方法和应用，具体涉及制备杂原子Fe取代的FM丝光沸石单块材料的制备方法及其应用，所述沸石分子筛由Fe与SiOsubgt;2/subgt;组成，所述Fe与SiOsubgt;2/subgt;的比以摩尔比计：Fe/SiOsubgt;2/subgt;＝0.1％‑2％。本发明提供了一种高效的、低成本的、节能且环保的合成路线，制备杂原子Fe取代的FM丝光沸石单块材料，用于COsubgt;2/subgt;捕获，取得了显著成效，吸附剂易于重复使用，绿色环保。

技术领域

本技术涉及一种沸石吸附剂的制备方法和应用，具体涉及制备杂原子Fe取代的FM丝光沸石单块材料的制备方法及其应用。

背景技术

吸附和分离在工业上具有十分重要的应用价值，因此对它们的研究逐渐受到科学家的广泛关注。近年来，温室气体的排放逐年上升，减排压力日益增重，基于此背景，CO₂在混合气中的吸附和分离变得十分迫切。在天然气净化(CO₂、CH₄混合气体)，发电厂前燃烧(CO₂、H₂混合气体)和后燃烧(CO₂、N₂混合气体)技术方面，CO₂的选择性吸附具有不可替代的地位。多年来该领域的发展进程表明，多孔固体吸附剂在CO₂捕获和分离领域具有优异的应用前景，这类吸附剂包括烷基胺功能化的介孔二氧化硅、碳材料、金属有机框架、聚合物和沸石等。然而在CO₂的吸附分离体系中还有面临以下几个挑战：(1)材料的制备成本高、制造难易度大；(2)材料对CO₂气体捕获能力和选择性有限；(3)材料的再生性和稳定性一般。

通常，一个理想的目标吸附剂应同时具备较高的CO₂吸附能力，优异的选择性，较强的化学和机械稳定性。在大规模的工业应用中，材料的制造成本也是一个不容忽视的问题。在沸石分子筛的制备中，传统的浸渍法负载铁存在的铁的状态难以控制，也难以进入骨架，不能稳定存在。

发明内容

本发明提出了一种分子筛，吸附二氧化碳效果好，用以分离二氧化碳和其他气体。

一种沸石分子筛的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅源、铁源和水混合，反应混合物以摩尔比计:Fe/SiO₂是0.1％-2％，H₂O/SiO₂是30-40，加酸液以调节pH值为0.4-3；

(2)在上述混合液中加入铝源，铝源以摩尔比计：SiO₂/Al₂O₃是10-30，加入碱液调节pH值为9-13；

(3)将上述混合液加入到高压反应釜中，在160-200℃静态晶化10-18天，洗涤、干燥，制得沸石分子筛；

其中，所述的硅源为硅溶胶、正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、四甲基硅酸、硅酸或氧化硅中的一种，所述的铁源为硝酸铁、氯化铁、硫酸铁中的一种，所述的酸液为硫酸、盐酸、硝酸货高氯酸中的一种，所述的铝源为偏铝酸钠、硫酸铝、氯化铝中的一种，所述碱液是氢氧化钠溶液。

优选的，步骤(1)中反应混合物以摩尔比：Fe/SiO₂是0.5％。

优选的，步骤(1)中调节pH值为0.8。

优选的，步骤(2)中调节pH值为11。

优选的，步骤(3)中所述高压反应釜为聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压反应釜，容量为50L。

优选的，步骤(3)高压反应釜温度为180℃。

优选的，步骤(3)晶化14天。