一种具有高效吸附CO2性能的多组元Y型分子筛制备方法与流程

专利2025-08-06  33


本发明涉及分子筛,尤其涉及b01j20/00领域,更具体的涉及一种具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法。


背景技术:

1、分子筛(molecular sieves)通常指具有均匀微孔结构的硅铝酸酸盐材料,可用于干燥,吸附,催化,离子交换等,其材料的孔径较小,常为纳米级,一般与小分子的大小接近,包括甲烷,水,氨气,一氧化氮等,分子筛能够按照分子的分子量大小进行筛选。分子筛的类型按照其组成分子晶体结构分类主要包括:a型,x型,y型。a型:主要成分是硅铝酸盐,孔径为4a(1a=10-10m),称为4a(又称钠a型)分子筛;用ca2+交换4a分子筛中的na+,形成5a的孔径,即为5a(又称钙a型)分子筛;用k+交换4a分子筛的na+,形成3a的孔径,即为3a(又称钾a型)分子筛。x型:硅铝酸盐的晶体结构不同(硅铝比大小不一样),形成孔径为9-10a的分子筛晶体,称为13x(又称钠x型)分子筛;用ca2+交换13x分子筛中的na+,形成孔径为9a的分子筛晶体,称为10x(又称钙x型)分子筛;y型分子筛在工业上已广泛应用于制备催化裂化、加氢裂化、异构化和烷基化等不同酸催化反应催化剂或催化剂载体,是所有分子筛中使用量最大的分子筛。y分子筛的性质与功能主要取决于其自身的硅铝骨架比及相应的孔道结构。硅铝比越高,往往具有更强的热稳定性,同时对于酸的耐受性也随之增强。另外,其亲疏水性也随着硅铝比的增加而改变,进而影响分子筛的吸附性能。具有拓扑结构的分子筛比表面积和孔道大小适中,稳定性较好,制备方法简单,成为二氧化碳吸附领域的研究热点。但分子筛原粉对于弱酸性二氧化碳的吸附量较低。

2、现有技术为cn101524638b公开了一种亚微米分子筛二氧化碳的制备方法,制备步骤包括:加入含钾化合物作为导向剂和低硅铝比分子筛粉末做晶种,然后利用钠/钙盐进行离子交换,再加粘接剂成型,干燥、活化即得,该亚微米分子筛常温下可以有效地吸附水和二氧化碳,但是并没有具体公开分子筛的孔径,不利于精准吸附,另外分子筛中还需要膨润土、蒙脱土、高岭土等作为粘接剂,同样也不利于分子筛的孔径调控。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,至少包括以下步骤:

2、s1、将将可溶性无机盐混合溶解并搅拌,得到前驱体溶液;

3、s2、将前驱体溶液进行超声处理,随后置于反应釜中进行水热反应;

4、s3、反应完成后再进行离心、干燥和研磨,即得。

5、优选的,所述的可溶性无机盐包括碱金属无机盐,碱土金属无机盐,非碱金属无机盐。

6、进一步优选的,所述的碱金属无机盐为碱金属硅酸盐。

7、更近一步优选的,所述的碱金属无机盐包括硅酸钠和硅酸钾。

8、优选的,所述的碱土金属无机盐包括含钙无机盐。

9、进一步优选的,所述的含钙无机盐包括氯化钙,硫酸氢钙,磷酸二氢钙,溴化钙,高锰酸钙,碳酸氢钙中的一种或多种。

10、更进一步优选的,所述的含钙无机盐为氯化钙。

11、优选的,所述的非碱金属无机盐包括含铝无机盐。

12、进一步优选的,所述的含铝无机盐包括氯化铝,硫酸铝,硝酸铝中的一种或多种。

13、更进一步优选,所述的含铝无机盐包括氯化铝。

14、优选的,所述的氯化铝,硅酸钠,硅酸钾、氯化钙的质量比为(5-10):(1-5):(3-7):1。

15、进一步优选的,所述的氯化铝,硅酸钠,硅酸钾、氯化钙的质量比为(7-8):(3-4):(4-5):1。

16、作为一种可实施的案例,所述的氯化铝,硅酸钠,硅酸钾、氯化钙包括水合物形式。

17、优选的,所述的s1步骤中制备原料还可以包括改性剂。

18、进一步优选的,所述的改性剂包括强碱弱酸盐,醇类中的一种。

19、作为一种可实施的案例,所述的强碱弱酸盐包括柠檬酸钠;所述的醇类包括异丙醇。

20、优选的,所述的可溶性无机盐和改性剂的质量比为270:(1-26)。

21、进一步优选的,所述的可溶性无机盐和改性剂的质量比为270:(3-14)。

22、优选的,所述的s2步骤中的水热反应的反应温度为180-200℃,反应时间为20-24h。

23、优选的,所述的s3步骤处理后,还可以包括焙烧步骤。

24、优选的,所述的焙烧步骤的焙烧温度为300-400℃,焙烧时间为1-3h。

25、有益效果

26、(一)本发明中选择特定的铝源,硅源,将铝源,硅源,钙源混合溶解,利用ca2+进行预晶化,可以有效地缩短分子筛诱导成核时间,使分子筛形成更多微小的硅铝颗粒,从而实现比表面积、孔径、孔容的可控调控。

27、(二)本发明主要采用一步法进行碱、碱土金属交换,可以有效地提高分子筛对二氧化碳的吸附性能。

28、(三)目前市面上的分子筛原粉对于弱酸性的二氧化碳的吸附量较低,本发明采用碱金属改性,分子筛对二氧化碳表现出更强的亲和力和吸附容量。

29、(四)本发明中制备原料除了可溶性无机盐,还可以包括改性剂,避免了粘接剂的使用,保证y型分子筛具有拓扑结构,比表面积和孔道大小适中,稳定性较好。

30、(五)本发明所述的制备工艺简单,制备原料成本较低,来源较广,即使不经过焙烧也可得到成品,有优异的实际使用效果。



技术特征:

1.一种具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的碱金属无机盐包括硅酸钠,硅酸钾中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的碱土金属无机盐包括氯化钙。

6.根据权利要求5所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的非碱金属无机盐包括氯化铝。

7.根据权利要求6所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的氯化铝,硅酸钠,硅酸钾、氯化钙的质量比为(5-10):(1-5):(3-7):1。

8.根据权利要求3所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的可溶性无机盐和改性剂的质量比为270:(1-26)。

9.根据权利要求3所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的s2步骤中的水热反应的反应温度为180-200℃,反应时间为20-24h。

10.根据权利要求3所述的具有高效吸附co2性能的多组元y型分子筛制备方法,其特征在于,所述的焙烧步骤的焙烧温度为300-400℃,焙烧时间为1-3h。


技术总结
本发明涉及分子筛技术领域,尤其涉及B01J20/00,更具体的涉及一种具有高效吸附CO<subgt;2</subgt;性能的多组元Y型分子筛制备方法。多组元Y型分子筛制备方法,包括以下步骤:S1、将将可溶性无机盐混合溶解并搅拌,得到前驱体溶液;S2、将前驱体溶液进行超声处理,随后置于反应釜中进行水热反应;S3、反应完成后再进行离心、干燥和研磨,即得多组元Y型分子筛(NaKCaY)。本申请在多组元Y型分子筛制备过程中,通过调节Si/Al比、加入含碱金属K盐,含碱土金属Ca盐和改性剂,获得高比表面积大孔容以及孔道大小适中的Y型分子筛;硅酸钾、氯化钙和改性剂的加入在大幅度提高比表面积的同时,还进一步提高了CO<subgt;2</subgt;的吸附捕集性能。该方法具有合成条件温和、步骤简单、重现性高等优点。

技术研发人员:洪晓明,洪晓婷,陈爱英,陈立梓,蔡东风,洪瑞仁
受保护的技术使用者:上海久宙化学品有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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