化工進(jìn)展2006年第25卷第12期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1415r Coe研究開(kāi)發(fā)NaY分子篩合成工藝蔡連國(guó),許永權(quán),陳建峰,邵磊(北京化工大學(xué)納米材料先進(jìn)制備技術(shù)與應(yīng)用科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京1029)摘要:報(bào)道了以具有獨(dú)特組成的硅鋁凝膠為導(dǎo)向劑制備N(xiāo)aY分子篩的方法。所合成的NaY分子篩用SEM、XRD和BET等進(jìn)行了表征,結(jié)果表明,該NaY分子篩粒徑2μm左右,硅鋁比n(SiO2)m(Al2O3)為328,結(jié)晶度90%,比表面積703m3g。除晶化過(guò)程外,該合成NaY分子篩的工藝過(guò)程均在室溫下進(jìn)行,具有反應(yīng)條件溫和,易于調(diào)控的特點(diǎn)關(guān)鍵詞:NaY分子篩;晶化;合成中圖分類(lèi)號(hào):TQ424.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-6613(2006)12-1415-04Synthesis of NaY molecular sieveCAl Lianguo, XU Yongquan, CHEN Jianfeng, SHAO Lei(Key Lab for Nanomaterials, Ministry of Education, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China)Abstract: A novel method for the preparation of NaY molecular sieve by using a Si-Al gel with specialcomposition as the directing agent was presented. The as-synthesized Nay molecular sieve wascharacterized with SEM, XRD and BET. The NaY molecular sieve had a particle size of approximately2um, n(SiO2 )/n(Al2O3)of 3.28, crystallinity of 90% and specific surface area of 703 m/g. Except thecrystallization process, the synthesis of the NaY molecular sieve was conducted at room temperatureunder mild and controllable reaction conditionsKey words: NaY molecular sieve; crystallization; synthesisY分子篩作為一種重要的催化劑和吸附分離12表征手段劑,廣泛應(yīng)用于石油的加氫裂化、流化催化裂化、用XRD-6000(日本理學(xué))表征晶體結(jié)構(gòu),CuK苯的烷基化等反應(yīng)。NaY分子篩的合成技術(shù)不輻射,管電壓40kV,管電流100mA,掃描范圍50斷發(fā)展。程志林等凹報(bào)道了微波誘導(dǎo)快速合成納米70°ⅹRD淶算NaY分子篩硅鋁比NaY分子篩,有文獻(xiàn)報(bào)道用感應(yīng)加熱法制備N(xiāo)aY[n(SO2)/n(AlO3)和結(jié)晶度。硅鋁比測(cè)定方法為:分子篩等。在眾多報(bào)道的合成方法中,有實(shí)用價(jià)按照中華人民共和國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHT0339值的是使用硅膠或水玻璃為硅源的水熱合成法?！?2計(jì)算NaY分子篩的晶胞常數(shù),然后把晶胞常本工作以具有獨(dú)特組成的硅鋁凝膠為導(dǎo)向劑,在數(shù)代入經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算NaY分子篩硅鋁比。NaY分溫和的工藝條件下制備了NaY分子篩子篩結(jié)晶度測(cè)定法參照中華人民共和國(guó)石油化工行1試驗(yàn)部分業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SHT0340925用氮?dú)忪o態(tài)吸附法測(cè)定分子篩比表面積,儀器型號(hào)為ASAP2010。用掃描電11原料鏡觀察NaY分子篩的形貌與粒徑,所用儀器為工業(yè)NaY分子篩,蘭州石化煉油廠生產(chǎn);偏硅酸鈉,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司的產(chǎn)品;收稿日期206-07-19:修改稿日期2006-10-18。鋁酸鈉,化學(xué)純,北京化學(xué)試劑公司的產(chǎn)品;氫氧基金項(xiàng)目國(guó)家973計(jì)劃(204c294)和中國(guó)石油天然氣股份有限公司科技開(kāi)發(fā)項(xiàng)化鈉,分析純,北京世紀(jì)紅星化工有限責(zé)任公司的第一作者簡(jiǎn)介蔡連國(guó)(978-),男,碩土研究生。聯(lián)系人邵磊,產(chǎn)品“TH中國(guó)煤化工ueouCNMHG1416·化工進(jìn)2006年第25卷Cambridge Instruments E5431構(gòu)導(dǎo)向作用都會(huì)減弱。因此可以確定合成NaY分1.3實(shí)驗(yàn)步驟子篩的適宜陳化時(shí)間為24hNaY分子篩按照?qǐng)D1所示的工藝進(jìn)行制備。向劑配制混合晶化NaY分子篩母液配制圖1NaY分子篩制備工藝流程圖1.3.1導(dǎo)向劑的配制將偏硅酸鈉配制成質(zhì)量濃度為20%的溶液,然0.2后與預(yù)先配制好的鋁酸鈉和氫氧化鈉的混合溶液強(qiáng)圖2不同陳化時(shí)間所得產(chǎn)物的XRD譜圖烈混合10min,混合完畢,在室溫下陳化一定時(shí)間得到硅鋁凝膠導(dǎo)向劑。導(dǎo)向劑的典型組成為:22晶化時(shí)間對(duì)NaY分子篩結(jié)晶度的影響95Na2O·Al2O3·10SiO2·720H2O在導(dǎo)向劑組成為95Na2O·A2O3·10SiO2·7201.3.2母液的配制H2O、母液組成為25Na2O·Al2O34SiO2·240H2O、將偏硅酸鈉配制成質(zhì)量濃度為30%的溶液,與陳化時(shí)間為24h的條件下,考察了晶化時(shí)間對(duì)NaY預(yù)先配制好的鋁酸鈉和氫氧化鈉的溶液在燒杯中混分子篩結(jié)晶度的影響,結(jié)果如圖3所示。合10min,得到反應(yīng)液母液。母液的典型組成為2.5Na2O·Al2O3·4SiO2·240H2O。1.3.3導(dǎo)向劑和母液的混合與晶化將母液與陳化后的導(dǎo)向劑置于塑料容器中,混合液典型組成:6Na2O·Al2O3·7SO2·480H2O。趙唱識(shí)要將混合液強(qiáng)烈混合20min,然后在室溫下陳化24h,48%陳化完畢在100℃下晶化若干小時(shí)得產(chǎn)品混合液1.3.4晶化產(chǎn)物的洗滌與焙燒將得到的產(chǎn)品混合液迅速用去離子水洗滌至晶化時(shí)間hpH<9,然后放入烘箱在100℃烘干,烘干后的產(chǎn)圖3NaY分子篩結(jié)晶度隨晶化時(shí)間的變化物置于馬弗爐中在350℃焙燒3h,得NaY分子篩產(chǎn)品。從圖3可見(jiàn),隨著晶化時(shí)間延長(zhǎng),NaY分子篩2結(jié)果與討論的結(jié)晶度逐漸增加,晶化時(shí)間為20h,結(jié)晶度為90%,用BET法測(cè)得其比表面積為703m2/g,用2.1導(dǎo)向劑陳化時(shí)間對(duì)分子篩質(zhì)量的影響ⅩRD法計(jì)算其硅鋁比為3.28。但是晶化時(shí)間超過(guò)在導(dǎo)向劑組成為95Na2O·A1O3·10SO2·72020h后分子篩的結(jié)晶度變小。分析原因是晶化時(shí)間H2O、母液組成為2.5Na2O·AO34SiO2·240HO、過(guò)長(zhǎng),Y型分子篩向P型分子篩轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)化期間晶化時(shí)間為20h條件下,考察了導(dǎo)向劑的陳化時(shí)間分子篩經(jīng)歷了一個(gè)無(wú)定形階段對(duì)分子篩質(zhì)量的影響。陳化時(shí)間為12h、24h、48h2.3晶化時(shí)間對(duì)分子篩形貌和晶型的影響時(shí)所得產(chǎn)物的XRD譜圖如圖2所示。在導(dǎo)向劑組成為95Na2O·Al2O3·10SiO2·從圖2可以發(fā)現(xiàn)陳化時(shí)間12h的NaY分子篩720H2O、母液組成為25Na2O"Al2O34SiO2·240結(jié)晶度比較低;陳化24h后NaY分子篩的XRD譜H2O、陳化時(shí)間為24h的條件下,考察了晶化時(shí)間圖較好,峰強(qiáng)度相對(duì)較高;陳化48h后NaY分子對(duì)分子篩晶型的影響。晶化20h,30h,40h所得的XRD譜圖與陳化12h的相似,結(jié)晶度均不理想。分子篩的SEM照片和XRD譜圖,分別見(jiàn)圖4、圖這是因?yàn)閷?dǎo)向劑陳化時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)向劑的結(jié)5和圖6H中國(guó)煤化工CNMHG第12期蔡連國(guó)等:NaY分子篩合成工藝·1417·01020304050607080(a)SEM圖片(b)XRD圖圖4晶化20h所形成的NaY分子篩01020304026(°)(a)SEM圖片(b)XRD圖圖5晶化30h所形成的NaY分子篩01020304050607080426(°)(a)SEM圖片b)XRD圖譜圖6晶化40h所形成的NaY分子篩從圖4~圖6的SEM圖可以看出,隨著晶化時(shí)間的延長(zhǎng),分子篩的形貌有變雜亂的趨勢(shì),但總體3結(jié)論上變化不大;而從樣品的XRD譜圖上可以發(fā)現(xiàn),以具有獨(dú)特組成的硅鋁凝膠為導(dǎo)向劑,在溫和在晶化時(shí)間為20h和30h,所得產(chǎn)物為NaY分子的工藝條件下制備了具有較高性能的NaY分子篩。篩。當(dāng)晶化時(shí)間延長(zhǎng)到40h后,所得產(chǎn)物的晶體結(jié)通過(guò)條件試驗(yàn)確定了合成NaY分子篩適宜的導(dǎo)向構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了明顯變化。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道此時(shí)NaY分劑陳化時(shí)間為24h,適宜的晶化時(shí)間為20h。所制子篩向NaP分子篩轉(zhuǎn)化。因此確定合成NaY分子得的NaY分子篩的粒徑在2pm左右,結(jié)晶度為篩適宜的晶化時(shí)間為20h, tH中國(guó)煤化工m/gCNMHG1418·化工進(jìn)2006年第25卷[4]中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所分子篩組編著.沸石分子篩[M]北參考文獻(xiàn)京:科學(xué)出版社,19781]徐如人,龐文琴,等.分子篩與多孔材料化學(xué)[M.北京:科學(xué)出版15]沈春玉,儲(chǔ)剛,劉發(fā)起X射線(xiàn)衍射法測(cè)定分子篩硅鋁比與結(jié)晶度社,2004:15-16J.撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào),2002,22(4):34-37[2]程志林,晁自勝,萬(wàn)惠霖.微波誘導(dǎo)快速合成納米NaY分子篩[6 Alexis T Bell. NMR applied to zeolite synthesis[J]. Colloids and SurfacesA: Physicochemical and Engineering Aspects, 1999, 158: 221-234物理化學(xué)學(xué)報(bào),2003,19(6):487-491[]程志林,林海強(qiáng),晁自勝,等.預(yù)吸附微波合成納米№aY沸石晶種[3] Slangen P M, Jansen J C, van Bekkum H Induction heating: A novel制備N(xiāo)aY型分子篩膜門(mén)高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào),2003,24(10):1857zeolite synthesis[J]. Zeolites, 1997, 181861.編輯王改云)《化工學(xué)報(bào)》206年第57卷第12期目次熱力學(xué)表面活性劑在瓦斯水合物生成過(guò)程中的熱力學(xué)作用表面與界面工程過(guò)硫酸鈉和過(guò)硫酸鉀的熱穩(wěn)定性分析共價(jià)接枝蛋白分子改善聚苯乙烯生物填料表面性能用NRTL方程關(guān)聯(lián)和預(yù)測(cè)離子液體醇-水體系的液液生物化學(xué)工程、制藥、食品和天然產(chǎn)物加工相平衡產(chǎn)1,3-丙二醇新型重組大腸桿菌JM09( pHsh-dhab-yhD)種計(jì)算分子篩標(biāo)準(zhǔn) Gibbs生成自由能的新方法的構(gòu)建及其轉(zhuǎn)化甘油新型廣義相關(guān)指數(shù)與有機(jī)化合物沸點(diǎn)相關(guān)性研究扁桃酸的酶促光學(xué)拆分微膠囊固定化克雷伯桿菌生產(chǎn)1,3-丙二醇傳遞現(xiàn)象不同蒸氣壓力下 Marangoni凝結(jié)換熱特性Lactobacillus diolivorans二醇脫水酶的分離純化與酶學(xué)性質(zhì)中空纖維管隨機(jī)分布時(shí)透析器內(nèi)的管外傳質(zhì)能源和環(huán)境工程兩種鹽溶液除濕器的建模與對(duì)比高濃度尿素廢水冷凍濃縮極限多相流新河煙煤地下氣化模型湍流分散體系中液滴破碎頻率模型的黏性修正鈣基CO2吸收劑的循環(huán)特性氯化法鈦白氧化反應(yīng)器氣體錯(cuò)流混合水溶液中新生態(tài)MnO2對(duì)苯酚的吸附作用油井傘集流油氣水三相流流動(dòng)參數(shù)的軟測(cè)量方法臭氧/超聲聯(lián)合降解水中對(duì)氨基苯酚的動(dòng)力學(xué)氣固攪拌流化床壓力脈動(dòng)的小波分析好氧-厭氧耦合法處理番茄醬加工有機(jī)廢生物通風(fēng)過(guò)程中單井軸對(duì)稱(chēng)受污染區(qū)域流場(chǎng)的數(shù)值模燃煤細(xì)灰的形成及微觀形態(tài)特征擬材料科學(xué)與工程催化、動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器細(xì)乳液聚合制備有機(jī)硅/丙烯酸酯乳液及其性能活性炭負(fù)載AlCl3固體酸催化甲基氯硅烷再分配反應(yīng)性能甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅丙酯的水解-縮合反應(yīng)速率常與結(jié)構(gòu)研究數(shù)攪拌床中甲基氯化鋁法甲基三氯硅烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)原位聚合制備三聚氰胺脲醛樹(shù)脂石蠟微膠囊及性能催化燃燒中表面反應(yīng)一氣相反應(yīng)間相互作用及其對(duì)均質(zhì)冷高壓分離器在HS環(huán)境下應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性評(píng)估壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)著火特性的影響聚氨酯改性不飽和聚酯的微觀結(jié)構(gòu)與性能季銨鹽類(lèi)熒光增白劑的合成及性能分離工程聚苯乙烯-丙烯腈/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備和結(jié)構(gòu)φ50折流板脈沖萃取柱水力學(xué)性能以層柱黏土為載體固定辣根過(guò)氧化物酶納米鈦酸鍶鋇粉體制備及其對(duì)水中Cd2吸附行為同向雙螺桿擠出機(jī)的停留時(shí)間分布及填充度高性能鈀膜及其在氨分解制氫中的應(yīng)用PE膜表面接枝間苯二酚過(guò)程系統(tǒng)工程現(xiàn)代化工技術(shù)機(jī)械密封環(huán)端面熱變形的分析與BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)汽油電化學(xué)催化氧化脫硫基于遺傳規(guī)劃的復(fù)雜精餾系統(tǒng)綜合污染聚偏氟V凵中國(guó)煤化工先CNMHG