一种由粉煤灰基地质聚合物制备NaA分子筛块体的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及分子筛合成领域，具体设及一种由粉煤灰基地质聚合物制备NaA分子 筛块体的方法。
【背景技术】
[0002] NaA分子筛因其优良的选择吸附、分离和催化性能，被广泛的应用于石化、水处理 等领域，可用于解决日益严峻的环境问题如重金属污染等。制备分子筛的传统方法主要为 水热合成，产物主要为粉末形态，且合成沸石分子筛的晶体粉末很少直接应用，为了适应 需要，一般将沸石分子筛粉末经成型工艺加工成球形、棒状等形状，最后经过高溫般烧后应 用。成型的分子筛必须具有足够的强度，W便在使用过程中适应流体（酸碱）的冲击和溫 度的冲击。传统方法成型的分子筛在使用过程中机械性能较差，尤其在吸收少量的酸碱流 体后，型体化的分子筛会发生膨胀、粉化，堵塞通道，吸附效率急剧下降。因此亟需开发一种 机械性能良好的分子筛块体。尽管目前国内外对于无粘结剂分子筛的研究取得了一定的成 果，但仍存在着分子筛转化率低及强度较差等问题，从而使得运方面的研究仍仅限于实验 室。
[0003] 地质聚合物是一种新型高强度绿色无机聚合娃侣酸盐材料。澳大利亚Deventer 教授及广西大学崔学民课题组研究发现，在高分辨率透射电镜下地质聚合物的微观结构中 存在少量的晶体结构。地质聚合物实际上是形成分子筛的娃侣酸盐凝胶体胶结形成的非晶 态材料，但受限于组成配比及反应条件，地质聚合物保持了非晶态结构。广西大学崔学民课 题组的贺艳WSi化-Al2〇3粉体和偏高岭上为原料分别制备了NaA和八面沸石分子筛膜，证 实了地质聚合物可W水热原位转化为分子筛的可行性。冒进等人采用400目高岭±高溫般 烧后与改性水玻璃混合制备地质聚合物，然后再将养护成型后的地质聚合物水热转化为八 面沸石膜。专利号为CN 102583428 A的中国发明公开了一种由地质聚合物制备NaA分子 筛的方法，该方法采用偏高岭±或化学合成侣娃酸盐活性粉体为固体原料，按照NaA分子 筛组成设计原料中娃侣比和钢侣比制备地质聚合物，再将地质聚合物水热晶化制得NaA分 子筛。
[0004] 上述方法制备NaA分子筛能耗高，原料成本昂贵。本发明W廉价的粉煤灰为原料 制备地质聚合物块状材料，再水热原位转化为NaA分子筛块体，具有较大的经济、环境和社 会意义。
【发明内容】
阳0化]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种原料来 源广泛、成本低廉、能耗低的制备方法，并且所制备的NaA分子筛块体抗压强度高。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
[0007] 提供一种由粉煤灰基地质聚合物制备NaA分子筛块体的方法，其步骤如下：
[0008] 1)将水玻璃与氨氧化钢粉末混合得到模数为0. 7-1. 4的激发剂，密封陈化12-7化 后使用；
[0009] 2)将步骤1)所得激发剂与粉煤灰按质量比0. 3-0. 4:1混合，加入揽拌机揽拌均 匀，得到浆料；
[0010] 3)向步骤2)所得浆料中进一步加入步骤1)所得激发剂，混合后置于揽拌机中揽 拌均匀得到地质聚合物浆料，使得地质聚合物浆料中按摩尔比Si〇2/Al2〇3= 1. 5-2. 5,化2〇/ Si〇2= 0. 7-1. 4,H2〇/Na2〇 = 30-70 ;
[0011] 4)将步骤3)所得地质聚合物浆料注入模具中，振动消泡后放入60-80°C的养护箱 中养护24~60小时，随后脱模得到地质聚合物块体；
[0012] 5)将步骤4)所得地质聚合物块体放入反应蓋中，并用化0H溶液浸泡，随后于 70-100°C反应12-2地，反应结束后将块体洗涂至中性，并干燥得到与模具形状一致的NaA 分子筛块体。
[0013] 按上述方案，步骤1)所述水玻璃中含胞2〇 8. 2-9. 4wt%，含Si〇226. 0-28wt%，模 数为3. 0-3. 2。
[0014] 按上述方案，步骤2)所述粉煤灰为目数200目W上的F类粉煤灰，所述粉煤灰中 Si〇2、A!2〇3、化2〇3总质量百分含量> 70%。
[0015] 按上述方案，步骤5)所述化0H溶液浓度为1. 2-2.Omol/L。
[0016] 优选的是，步骤5)所述化OH溶液与地质聚合物块体质量比为6~10 :1。
[0017] 本发明还提供根据上述方法制备得到的NaA分子筛块体，其抗压强度为8-14MPa。
[0018] 粉煤灰基地质聚合物的成分设计应该按照粉煤灰中活性二氧化娃和氧化侣的实 际含量来进行。根据粉煤灰中活性Si化、Al2〇3的含量与激发剂混合制备地质聚合物浆料， 粉煤灰中活性二氧化娃可用氣娃酸钟容量法来测定，活性氧化侣可用邸TA络合滴定法来 测定。粉煤灰中活性二氧化娃、氧化侣的测试包括但又不局限于W上方法。
[0019] 本发明的有益效果在于：本发明W粉煤灰为原料，大大降低了NaA分子筛块体的 生产成本，制备工艺简单，适合规模化生产；并且所制备的NaA分子筛块体形状可调，机械 性能良好。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例1所制备的地质聚合物块体的照片；
[0021] 图2为实施例1所制备的NaA分子筛块体的照片；
[0022] 图3为实施例3所制备的地质聚合物块体与NaA分子筛块体的X射线粉晶衍射 狂RD)图； 阳02引图4为实施例1所制备的NaA分子筛块体的扫描电镜（SEM)图；
[0024] 图5为实施例2所制备的NaA分子筛块体的沈Μ图； 阳02引 图6为实施例3所制备的NaA分子筛块体的SEM图。
【具体实施方式】
[00%] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进 一步详细描述。 阳〇27] 实施例1 阳02引制备NaA分子筛块体，步骤如下：
[0029] 1)将水玻璃（模数为3. 0,含胞2〇 8. 2wt%、Si〇2 26.Owt% )与氨氧化钢粉末（纯 度> 95wt% )混合得到模数为0. 7的碱性激发剂，密封陈化1化后使用；
[0030] 2)将步骤1)所得激发剂与粉煤灰（目数200目W上的F类粉煤灰，粉煤灰中Si化、 Alz化、总质量百分含量> 70% )按质量比0. 3:1混合，加入揽拌机揽拌均匀化00转/ 分钟），得到浆料；
[0031] 3)向步骤2)所得浆料中加入步骤1)所得激发剂，混合后置于揽拌机中揽拌均匀 化00转/分钟，揽拌5分钟）得到地质聚合物浆料，使得地质聚合物浆料中按摩尔比Si化/ Al2〇3= 2. 0,化 2〇/Si〇2= 0. 7,H2〇/Na2〇 = 30 ;
[0032] 4)将步骤3)所得地质聚合物浆料注入钢制模具中，振动消泡5分钟后放入60°C 的养护箱中养护24小时，随后脱模得到地质聚合物块体，如图1所示为本实施例制备的地 质聚合物块体的照片，可见其形状规则，表面平整；
[0033] 5)将步骤4)所得地质聚合物块体放入反应蓋中，并用浓度为1. 2mol/L的化0H溶 液浸泡（液固比质量比为6:1)，随后于70°C反应12h，反应结束后用蒸馈水将块体洗涂至 中性，并放入60°C的干燥箱中干燥24h得到与模具形状一致的NaA分子筛块