專利名稱：一種制備p型沸石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沸石領(lǐng)域，尤其涉及一種制備P型沸石的方法。
背景技術(shù)：
P型沸石的晶胞組成為Na8+(H2O)16Al8Si8O32,P型沸石的晶形結(jié)構(gòu)不是單一的，它可 以是立方晶系，如Pl型、Bl型或P。型，也可以是四方晶系，如P2或Pt型。目前對P型沸石 的應(yīng)用研究主要在洗滌行業(yè)，作為洗滌助劑，P型沸石具有比4A型沸石更加優(yōu)良的鈣鎂離 子交換性能，其鈣離子交換容量與4A沸石相當，而鎂離子的交換容量是4A沸石的兩倍；離 子交換速度也更快，避免了洗滌過程中活性物質(zhì)與金屬離子的迅速結(jié)合，使得去污能力持 久；同時具有很高的非離子型表面活性劑吸附容量，而且能提高洗滌劑配方中某些昂貴組 分的穩(wěn)定性；4A沸石無分散能力，作為洗滌助劑使用必須與抗沉淀劑配合使用，而P型沸石 無需加入抗沉淀劑。因此，P型沸石被認為是理想的三聚磷酸鈉替代產(chǎn)品。目前合成P型沸石的方法基本上都是水熱法。而根據(jù)原料來源，又分為兩類化學(xué) 原料和天然礦物原料。采用純化學(xué)原料法的技術(shù)成熟，得到的產(chǎn)品質(zhì)量好，但成本高，不利 于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。采用天然礦物為原料，尤其是采用高嶺土原料，具有顯著的經(jīng)濟效益。 因為高嶺土的主要成分為高嶺石，化學(xué)組成為Al4(Si4Oltl) (OH)8,硅鋁摩爾比與P型沸石的 一致，通常可以不補加硅或者鋁就可以直接合成P型沸石，也可以通過補加一定量的硅源 使得合成更加容易，而且高嶺土在我國的儲量很大、分布廣泛。但是由于天然礦物中的雜質(zhì) 高，水熱法得到產(chǎn)品的質(zhì)量較差。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有的制備P型沸石方法的缺點，本發(fā)明提供一種以高嶺土為原料制備 高質(zhì)量的P型沸石的方法。本發(fā)明的制備P型沸石的方法，包括以下步驟1)將高嶺土與氫氧化鈉溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中密封，加熱至100 300°C在 自壓條件下活化處理1 48小時，得到含活性氧化硅和活性氧化鋁的混合物；2)在所得混合物中加入硅酸鈉或水玻璃或者其組合，調(diào)節(jié)混合物中各成分的摩爾 比為A1203 SiO2 Na2O H2O = 1 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；3)向步驟2~)所得混合物中加入P型沸石晶種；4)將步驟3)所得的混合物在20 80°C條件下靜置陳化2 M小時；5)將陳化后的混合物在80 120°C條件下晶化1 12小時；6)對晶化產(chǎn)物進行過濾，然后用去離子水洗滌至pH值小于11，在60 150°C條件 下干燥，即得到P型沸石。在本發(fā)明的優(yōu)選方案中步驟3)中加入的P型沸石晶種的質(zhì)量占高嶺土質(zhì)量的比例小于20%。所述高嶺土為粒徑在300目以下的水洗高嶺土。
所述氫氧化鈉溶液的濃度為3 6mol/L。步驟1)中進行活化處理的溫度為250 300°C，時間為1 15小時。步驟4)中進行晶化的溫度為90 100°C，時間為3 6小時。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制備P型沸石的方法的有益效果為1、工藝簡單，原料易得；2、與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，不需高溫煅燒或者酸洗活化高嶺土步驟，極大的節(jié)省 成本，降低能耗，環(huán)境友好。3、由于活化處理過程是在密封的反應(yīng)釜中在自壓條件下進行的，與在開放容器中 進行活化處理相比，化學(xué)反應(yīng)進行的更加徹底，有利于縮短反應(yīng)時間，提高成品率。4、由于活化處理后所得混合物中各成分的摩爾比控制在 Al2O3 SiO2 Na2O H2O = 1 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180，使得制備成的 P 型沸石具有結(jié)晶度高，白度高的優(yōu)點。
具體實施例方式本發(fā)明的制備P型沸石的方法，包括以下步驟(1)將水洗高嶺土粉碎加工至300目以下；(2)將粉碎后的的高嶺土與氫氧化鈉溶液混合后置于高壓反應(yīng)釜中密封，加熱至 100 300°C在自壓條件下活化處理1 48小時，得到含活性氧化硅和氧化鋁的堿液，其中 進行活化處理的溫度優(yōu)選為250 300°C，時間優(yōu)選為1 15小時；(3)將一定量的硅酸鈉或水玻璃或者其組合加入步驟( 所得堿液中，調(diào)節(jié)其中 各成分的摩爾比為Al2O3 SiO2 NaO2 H2O=I 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；(4)在步驟C3)所得混合物中加入一定質(zhì)量的P型沸石作為晶種，該P型沸石晶種 質(zhì)量為高嶺土質(zhì)量的0 20%。(5)將步驟(4)得到的混合物在20 80°C條件下靜置陳化2 M小時；(6)將陳化后的混合物在80 120°C條件下晶化1 12小時，優(yōu)選在90 100°C 條件下晶化3 6小時，得到晶化產(chǎn)物；(7)對晶化產(chǎn)物進行過濾，然后用去離子水洗滌至PH值小于11，在60 150°C條 件下干燥，即得到P型沸石。下面通過具體的實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明實施例1以茂名片狀高嶺土為原料(SiO2 < 47%, Al2O3 彡 38%, Fe2O3 < 0. 5，TiO2 < 0. 2 =，將268克高嶺土加入1600毫升濃度為％iol/L的氫氧化鈉溶液中，置于高壓反應(yīng)釜中， 150°C條件下攪拌5小時，然后降溫至60°C，加入212克五水硅酸鈉固體，將堿液中各物料的 摩爾比調(diào)節(jié)為Νει20 Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94，以滿足制備具有高結(jié)晶 度、高白度的P型沸石所要求的條件；攪拌30分鐘后加入36克P型沸石晶種，繼續(xù)攪拌30 分鐘，靜置陳化6小時，然后升溫至95°C，攪拌晶化4小時，過濾，洗滌，然后在100°C條件下 干燥2小時，即得P型沸石成品。該產(chǎn)品經(jīng)“X射線衍射分析”檢測，結(jié)晶度為81%，白度為 93。
實施例2高嶺土同實例1。將268克高嶺土加入1600毫升濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶液 中，置于高壓反應(yīng)釜中，200°C條件下攪拌5小時，然后降溫至60°C，加入212克五水硅酸鈉 固體，將堿液中各物料的摩爾比調(diào)節(jié)為=Nei2O Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94， 以滿足制備具有高結(jié)晶度、高白度的P型沸石所要求的條件；攪拌30分鐘后加入36克P型 沸石晶種，繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置陳化6小時，然后升溫至95°C，攪拌晶化4小時，過濾，洗 滌，然后在100°C條件下干燥2小時，即得P型沸石成品。該產(chǎn)品經(jīng)“X射線衍射分析”檢測， 樣品的結(jié)晶度為88%，白度為93。實施例3高嶺土同實例1。將268克高嶺土加入1600毫升濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶液 中，置于高壓反應(yīng)釜中，250°C條件下攪拌5小時，然后降溫至60°C，加入212克五水硅酸鈉 固體，將堿液中各物料的摩爾比調(diào)節(jié)為Nei2O Al2O3 SiO2 H2O = 4. 2 1 3. 1 94， 以滿足制備具有高結(jié)晶度、高白度的P型沸石所要求的條件；攪拌30分鐘后加入36克P型 沸石晶種，繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置陳化6小時，然后升溫至95°C，攪拌晶化4小時，過濾，洗 滌，然后在100°C條件下干燥2小時，即得P型沸石成品。該產(chǎn)品經(jīng)“X射線衍射分析”檢測， 樣品的結(jié)晶度為93%，白度為93。實施例4高嶺土同實例1。將沈8克高嶺土加入1600毫升濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶 液中，置于高壓反應(yīng)釜中，200°C條件下攪拌5小時，然后降溫至60°C，加入212克五水硅 酸鈉固體和470毫升水，將堿液中各物料的摩爾比調(diào)節(jié)為妝20 Al2O3 SiO2 H2O = 4.2 1 3. 1 120，以滿足制備具有高結(jié)晶度、高白度的P型沸石所要求的條件；攪拌30 分鐘后加入M克P型沸石晶種，繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置陳化12小時，然后升溫至100°C，攪 拌晶化4小時，過濾，洗滌，然后在100°C條件下干燥2小時，即得P型沸石成品。該產(chǎn)品經(jīng) “X射線衍射分析”檢測，樣品的結(jié)晶度為85%，白度為93。實施例5高嶺土同實例1。將沈8克高嶺土加入1350毫升濃度為4mol/L的氫氧化鈉溶 液中，置于高壓反應(yīng)釜中，200°C條件下攪拌5小時，然后降溫至60°C，加入170克五水硅 酸鈉固體和1000毫升水，將堿液中各物料的摩爾比調(diào)節(jié)為Νει20 Al2O3 SiO2 H2O = 4 1 2.9 150，以滿足制備具有高結(jié)晶度、高白度的P型沸石所要求的條件；攪拌30 分鐘后加入M克P型沸石晶種，繼續(xù)攪拌30分鐘，靜置陳化12小時，然后升溫至100°C，攪 拌晶化4小時，過濾，洗滌，然后在100°C條件下干燥2小時，即得P型沸石成品。該產(chǎn)品經(jīng) “X射線衍射分析”檢測，樣品的結(jié)晶度為88%，白度為93。以上所述只是本發(fā)明的較佳實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原 則內(nèi)所作的修改、等同替換或者改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備P型沸石的方法，其特征在于，包括以下步驟1)將高嶺土與氫氧化鈉溶液混合，置于高壓反應(yīng)釜中密封，加熱至100 300°C在自壓 條件下活化處理1 48小時，得到含活性氧化硅和活性氧化鋁的混合物；2)在步驟1)所得的混合物中加入硅酸鈉或水玻璃或者其組合，調(diào)節(jié)所述混合物中各 成分的摩爾比為Al2O3 SiO2 Na2O H2O=I 2. 6 3. 3 3. 5 4. 5 80 180 ；3)向步驟幻所得混合物中加入P型沸石晶種；4)將步驟3)所得的混合物在20 80°C條件下靜置陳化2 M小時；5)將陳化后的混合物在80 120°C條件下晶化1 12小時；6)對晶化產(chǎn)物進行過濾，然后用水洗滌至pH值小于11，在60 150°C條件下干燥，即 得到P型沸石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備P型沸石的方法，其特征在于，步驟幻中加入的P型沸 石晶種的質(zhì)量占高嶺土質(zhì)量的比例小于20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備P型沸石的方法，其特征在于，所述高嶺土為粒徑在300 目以下的水洗高嶺土。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備P型沸石的方法，其特征在于，所述氫氧化鈉溶液的濃度 為 3 6mol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的制備P型沸石的方法，其特征在于，步驟1)中進行 活化處理的溫度為250 300°C，時間為1 15小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的制備P型沸石的方法，其特征在于，步驟4)中進行 晶化的溫度為90 100°C，時間為3 6小時。
全文摘要
本發(fā)明屬于沸石領(lǐng)域，公開了一種制備P型沸石的方法，包括以下步驟將高嶺土與氫氧化鈉溶液混合后置于高壓反應(yīng)釜中進行活化處理，得到含活性氧化硅和活性氧化鋁的混合物，加入硅酸鈉或水玻璃調(diào)節(jié)所得混合物中各成分的摩爾比，將所得混合物靜置陳化，晶化，對晶化產(chǎn)物進行過濾，洗滌，干燥，即得到P型沸石。該方法具有工藝簡單，能耗低，生產(chǎn)周期短，易于操作，得到的產(chǎn)品質(zhì)量高，成本低等優(yōu)點。
文檔編號C01B39/52GK102107884SQ20091018941
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者何唯平, 宋科 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司