煤系高岭土制备NaX分子筛的工艺研究

论文摘要

煤系高岭土是一种与煤伴生的天然非金属矿,采用煤系高岭土为原料合成NaX分子筛,可以将固体资源加以利用,形成高附加值产品,且产品的生产成本低,有着极强的市场竞争力。本文以煅烧处理后的煤系高岭土、NaOH、硅溶胶和蒸馏水为原料,固定摩尔比n（Si）/n（Al）为4,分别采用水热合成法和微波加热合成法制备NaX分子筛,并通过单因素条件实验,结合静态水吸附测定、XRD、IR和SEM等测试手段对合成产物进行分析,对合成条件进行优化,使合成出来的产品吸水性能达到行业标准。水热合成法的优化条件:晶种投加量为2%（占高岭土的质量分数）,碱投加量R（R=n（Na2O）/n（Al2O3）,摩尔比）为5.3,65℃下预晶化3h,100℃下晶化24h,合成的NaX分子筛的静态饱和吸水率和相对结晶度分别为33.19%和91.18%。微波加热法的优化条件:碱投加量R为4.7,先120W功率下预晶化30min,再转到700W下晶化105min,合成的NaX分子筛的静态饱和吸水率和相对结晶度分别为33.91%和88.43%。对高岭土微波加热合成NaX分子筛的晶体生长过程进行研究,发现液相中Al2O3含量很低,且在整个反应过程当中,浓度基本上保持不变,结合SEM图发现高岭土颗粒在凝胶固相中直接转化为八面体沸石晶体。微波加热法与水热法相比具有晶化速度快、耗碱少、能较好的抑制杂晶相的生成等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 高岭土概述
• 1.1.1 高岭土的来源、结构及应用
• 1.1.2 煤系高岭土
• 1.2 分子筛概述
• 1.2.1 NaX 分子筛的结构
• 1.2.2 NaX 分子筛的应用
• 1.3 分子筛的合成方法
• 1.4 分子筛的合成机理
• 1.5 高岭土合成分子筛的研究现状
• 1.6 研究意义与研究内容
• 1.7 论文创新点
• 第二章 实验材料和实验方法
• 2.1 实验药剂和实验仪器
• 2.1.1 实验药剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 高岭土预处理
• 2.2.2 水热合成NaX 分子筛工艺流程
• 2.2.3 微波加热合成NaX 分子筛的工艺流程
• 2.2.4 NaX 分子筛的性能测试与表征
• 第三章 水热法合成NaX 分子筛
• 3.1 晶化时间对NaX 分子筛性能的影响
• 3.2 预晶化过程对NaX 分子筛性能的影响
• 3.3 晶种投加量对NaX 分子筛性能的影响
• 3.4 碱投加量对NaX 分子筛性能的影响
• 3.5 小结
• 第四章 微波加热法合成NaX 分子筛
• 4.1 一步晶化反应中晶化时间对NaX 分子筛性能的影响
• 4.2 一步晶化反应中晶化功率对NaX 分子筛性能的影响
• 4.3 两步反应中预晶化时间对NaX 分子筛性能的影响
• 4.4 两步反应中预晶化功率对NaX 分子筛性能的影响
• 4.5 两步反应中晶化时间对NaX 分子筛性能的影响
• 4.6 一步晶化和两步晶化的对比
• 4.7 碱投加量R 对NaX 分子筛性能的影响
• 4.8 微波加热合成NaX 分子筛的晶体生长过程分析
• 4.9 小结
• 第五章 微波加热合成与水热合成NaX 分子筛的对比
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读研究生期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要