一种硅铝铜化合物及其制备方法与流程

本发明涉及一种以铜氨络合物为模板剂合成一种硅铝铜化合物的方法。

背景技术：

ana型分子筛是一种比较少见的似长石矿物，属于小孔径晶体。ana型分子筛具有良好的吸附、催化和离子交换性能，经过改性处理后，其纯度和孔径明显改善，对于重金属离子有选择性吸附的功能，在废水处理和催化方面极具开发价值。ana型分子筛独特的晶体结构和化学性质引起广泛关注，各个国家的科研学者对ana型分子筛的合成与应用进行了大量的研究。

人工合成的ana型分子筛纯度高、结晶度好且颗粒大小分布均匀，能够有效的解决天然ana型分子筛纯度低、晶体结构差等缺点。目前ana型分子筛主要是水热合成法制备，需要多次分步进行，因此开发出一条过程简单、条件适宜的ana型分子筛制备方法有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于，利用新型的廉价铜氨络合物(cu-tepa)为模板剂，合成出一种硅铝铜化合物，制备出形貌好、结晶度高、颗粒分布均匀的ana型分子筛晶体。

本发明的制备方法包括如下步骤：

(1)凝胶的制备

将铝源溶于去离子水中，依次加入铜源、四乙烯五胺溶液使其形成cu-tepa络合物，然后加入固体氢氧化钠并充分搅拌，再加入硅源，室温下搅拌4个小时得均一凝胶。

其中铝源以al2o3计，硅源以sio2计，氢氧化钠以na2o计，模板剂以cu-tepa计，反应物料按摩尔配比sio2∶al2o3∶na2o∶cu-tepa∶h2o＝5.3-8∶1∶1.1-2.3∶1.46∶200合成胶体。

(2)晶化

将初始凝胶装入聚四氟高压反应器中于120℃-200℃下晶化2至4d，晶化完成后，将产物用去离子水洗涤，在100℃下干燥12h。

(3)焙烧

将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时。

本发明与现有技术相比具有的优点如下：

采用新型廉价的cu-tepa络合物为模板剂

一锅法合成ana型分子筛，简化了合成的步骤

合成的ana型分子筛颗粒分布均匀，结晶度好

附图说明

图1是本发明实施例1所述的产品的粉末x射线衍射图(xrd)

图2和图3是本发明实施例1所述的产品的电镜照片(sem)

具体实施方式

实施例1：

制备凝胶：将1.38g固体偏铝酸钠溶于12.66ml去离子水中，依次加入2.98g硝酸铜、3.03g四乙烯五胺溶液使其形成cu-tepa络合物，然后加入1.02g固体氢氧化钠并充分搅拌，再逐滴加入12.08g硅溶胶(sio2质量分数为30.72％)，室温下搅拌4个小时得均一凝胶。

晶化：将初始凝胶装入聚四氟高压反应器中于120℃-200℃下晶化2至4d，晶化完成后，将产物用去离子水洗涤，在100℃下干燥12h。

焙烧：将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时。

实施例2：

制备凝胶：将1.38g固体偏铝酸钠溶于17.3ml去离子水中，依次加入4.26g氯化铜、3.86g四乙烯五胺溶液使其形成cu-tepa络合物，然后加入1.74g固体氢氧化钠并充分搅拌，再逐滴加入16.26g硅溶胶(sio2质量分数为30.72％)，室温下搅拌4个小时得均一凝胶。

晶化：将初始凝胶装入聚四氟高压反应器中于120℃-200℃下晶化2至4d，晶化完成后，将产物用去离子水洗涤，在100℃下干燥12h。

焙烧：将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时。

实施例3：

制备凝胶：将1.13g硫酸铝溶于17.56ml去离子水中，依次加入3.03g硫酸铜、3.26g四乙烯五胺溶液使其形成cu-tepa络合物，然后加入1.02g固体氢氧化钠并充分搅拌，再逐滴加入12.08g硅酸钠，室温下搅拌4个小时得均一凝胶。

晶化：将初始凝胶装入聚四氟高压反应器中于120℃-200℃下晶化2至4d，晶化完成后，将产物用去离子水洗涤，在100℃下干燥12h。

焙烧：将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时。

实施例4：

制备凝胶：将1.46g拟薄水铝石溶于20.13ml去离子水中，依次加入3.06g醋酸铜、3.45g四乙烯五胺溶液使其形成cu-tepa络合物，然后加入1.74g固体氢氧化钠并充分搅拌，再逐滴加入15.36g硅胶，室温下搅拌4个小时得均一凝胶。

晶化：将初始凝胶装入聚四氟高压反应器中于120℃-200℃下晶化2至4d，晶化完成后，将产物用去离子水洗涤，在100℃下干燥12h。

焙烧：将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时。

材料测试方法

目标产物的物相分析采用日本理学公司的rigakud/max2550型x射线衍射仪测定，测试方法：cukα靶，扫描电压40kv，扫描电流150ma，扫描速度5°/min，2theta为5-50°，测试结果用origin软件进行处理。

目标产物的晶体形貌通过日本日立(hitachi)公司场发射扫描电子显微镜s-4800进行测试。

本发明公开和提出了一种硅铝铜化合物及其制备方法，已通过实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的装置和处理方法进行相应的改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

技术特征：

技术总结
本发明主要提供了一种硅铝铜化合物及其制备方法。其组成为：铜含量以氧化铜计为0.3-10％；铝含量以氧化铝计为1.26-18％；硅含量以氧化硅计为72-93.5％；碱金属含量以氧化物计为0.01-3％。其制备过程包括：(1)凝胶的制备：将铝源溶于12.66ml去离子水中，依次加铜源、四乙烯五胺溶液使其形成Cu-TEPA络合物，然后加入固体氢氧化钠并充分搅拌，再加入硅源，室温下搅拌4个小时得均一凝胶；(2)将初始凝胶置于高压釜中，120℃-200℃晶化2至4天；(3)产物经去离子水洗涤后在100℃的条件下干燥12h；(4)将烘干的样品置于马弗炉中，550℃的条件下焙烧6个小时，即可获得大小约为4μm的方沸石单晶。

技术研发人员：李渊;赵飞;王文婷
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2016.01.08
技术公布日：2017.07.18