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高岭土直接影响着沸石的产品质量

时间:2014-05-07 10:16:33

作者:世邦机器

影响合成沸石产品质量的重要因素:Sathy、李凤春等研究认为以高岭土、高岭土加工为原料合成沸石,其质量受高岭土焙烧活化温度、晶化体系的碱度、凝胶形成温度和时间、晶化温度和时间以及高岭土中的杂质的影响。

碱度是影响产品质量的重要因素,碱除了作沸石的组成成分外,还对晶化起作用,因此在合成沸石中碱是过量的。不同的碱度会形成不同的沸石,一般提高碱度可促进偏高岭土、高岭土加工技术中的A12O3和SiO2的溶解,提高凝胶单位时间生成量,并且可加快晶化速率,缩短晶化时间,使结晶产物的平均粒径减校在一定时间内,碱度太高,凝胶容易转变为方钠石等杂晶,孔径变小,使产品性能下降;碱度太低,则凝胶生成量少,SiO2/Al2O3降低,液相中SiO 、AlO 浓度低,成核与结晶生长速率慢,会生成八面沸石,在其它条件固定时,反应不完全,产品性能下降。

偏高岭土溶解于NaOH溶液中需要一定时间,否则无法生成凝胶。另外,晶化温度高,可以促进凝胶中固相溶解以及液相浓度的增加,从而加速生成晶核,进而形成沸石晶体,水热体系中的晶体成核和生长速率快,晶化时间可缩短。但晶化温度过高,反应时间不变,则生成的4A沸石晶体会进一步长大生成方钠石等杂晶;晶化温度太低,则反应速率太慢,对沸石生产不利。老化时间长,有利于降低沸石的粒度。

李凯琦等研究了高岭土中杂质对合成沸石的影响,认为在合成分子筛的反应体系中,煅烧高岭土中的铁离子在碱性反应体系中部分地溶解,由于Fe3+与Al3+的离子半径分别是0.67nm和0.55nm,所以,溶液中Fe2O3可以部分地替代A12O3,进入分子筛晶格,形成不完全的类质同象。K+、Ca2+、Mg2+对分子筛阴离子骨架几何排列可起到控制作用。K+和Na+因离子半径不同,特别是水合离子的大小不同,从而影响阴离子骨架的排列,加入的KOH越多,阴离子骨架偏离4A分子筛的程度越远,产品质量越差;在合成A型分子筛的反应体系中存在Ca2+、Mg2+时,由于它们的电价高,对极性的水分子束缚能力更强,水合离子半径大,严重破坏向4A分子筛转化的阴离子的骨架结构,因此,这些离子是影响分子筛晶体生长的主要杂质。

Sathy等认为高岭土中的杂质影响热处理过程中的化学变化。例如,钠使形成莫来石和尖晶石的温度降低。另外,高岭土中的痕量杂质元素,如Fe、Ti等,在沸石合成过程中进入沸石骨架,或吸附在沸石表面。

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