[发明专利]一种钠基制氧分子筛及其生产工艺

说明书

本申请涉及分子筛技术领域，具体公开了一种钠基制氧分子筛及其生产工艺。该制氧分子筛包括以下原料：分子筛原粉、粘土、固态胺、硅烷偶联剂。该制氧分子筛的生产工艺包括以下步骤：先混合搅拌分子筛原粉和粘土，再加入固态胺和硅烷偶联剂继续搅拌，制得混料；然后将混料制粒成型，得到球状颗粒；再利用抛光装置对球状颗粒进行抛光处理，得到粗产物；最后依次对粗产物进行除湿和活化操作，制得成品分子筛。本申请制得的分子筛对空气中的水分子具有良好的阻隔效果，使得分子筛可以保持较高的活性；同时兼具良好的二氧化碳吸附性能，从而使得分子筛制得的氧气纯度较高。同时分子筛的表面较为光滑，使得分子筛的制氧效果更佳。

技术领域

本申请涉及分子筛技术领域，更具体地说，它涉及一种钠基制氧分子筛及其生产工艺。

背景技术

分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，且分子筛具有均匀的微孔结构，能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。

因分子筛独特的吸附能力，使得分子筛在制氧领域有较好的应用。即以空气为原料制备氧气，由于空气中富含氮气和氧气，且氮气的四极矩强于氧气，因此氮气能与分子筛表面形成较强的四极矩作用，使得氮气可以被优先分离，从而可以制得氧气。

分子筛的生产通常是将硅酸盐、含铝化合物、碱和水按照适当比例混合，加热析出分子筛晶体。该方法制备的分子筛纯度较高，且生产方法较为简单。但是该方法制备得到的分子筛在使用过程中容易将空气中的水分子吸附在孔隙结构内，不仅容易影响制得氧气的纯度，而且容易导致分子筛失活的情况；同时在生产过程中还存在分子筛表面不够光滑的情况，容易使得分子筛的制氧效果较差。

发明内容

为了减少空气中的水分子进入分子筛，从而容易导致分子筛失活的情况；同时使得分子筛的表面较为光滑，进一步提高分子筛的制氧效果，本申请提供一种钠基制氧分子筛及其生产工艺。

第一方面，本申请提供一种钠基制氧分子筛，采用如下的技术方案：

一种钠基制氧分子筛，包括以下质量份的原料：分子筛原粉80～120份、粘土30～55份、固态胺5～10份、硅烷偶联剂8～12份。

通过采用上述技术方案，以分子筛原粉和粘土作为分子筛的基材，满足制备分子筛的原料需求。同时以分子筛原粉和粘土作为基材制备分子筛不仅工艺较为简便，而且制得的分子筛各方面性能表现较好。而固态胺可以在制氧过程中有效吸附空气中的二氧化碳，从而使得制得的氧气纯度更高；并且固态胺与二氧化碳间的吸附反应是可逆的，契合分子筛循环制氧的特性。同时由于分子筛原粉和粘土形成的基体具有较大的比表面积和适宜的孔隙结构，固态胺可以较为稳定地依附在该基体上；并且在硅烷偶联剂的作用下，基体与固态胺发生交联，形成更为稳定地网状结构，有助于进一步提高固态胺与基体间的稳定性。另外在硅烷偶联剂交联作用下形成的网状结构具有较多的疏水碳氢链，可以有效减少制氧过程中空气中水分子进入分子筛；同时固态胺形成的有机膜也有助于进一步减少水分子进入分子筛从而导致分子筛活性下降的情况。

作为优选，所述分子筛原粉的平均粒径与粘土的平均粒径的比值为(7～12)：1。

通过采用上述技术方案，控制分子筛原粉与粘土的平均粒径比值为(7～12)：1，使得粘土可以充分粘附在分子筛原粉表面，在充分粘结分子筛原粉的同时，可以有效减少粘土堵塞分子筛原粉孔隙的情况；从而有助于使得制得的成品分子筛具有较大的比表面积，同时孔隙结构较为适宜，孔径与孔体积符合制氧要求，且制得的氧气纯度较高。并且以该粒径比制得的分子筛对于固态胺的承载效果更佳，有助于提高固态胺对二氧化碳的吸附效果。

作为优选，所述固态胺为四乙烯五胺、五乙烯六胺和聚乙烯亚胺按照质量比1:1：(3～5)组成的混合物。