一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法

本发明涉及化工分离，特别涉及一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法。

背景技术：

1、微孔沸石分子筛是一种无机含硅晶体，其骨架具有规则且有序排列、与分子尺寸相近的孔道，在催化、离子交换以及分离等领域被广泛应用。例如zsm-5沸石由10元环构成孔道体系，具有三维孔道，被广泛应用于烷基化、异构化、歧化、选择裂化和由甲醇合成汽油等反应中。

2、分子筛绝大多数活性位点都位于微孔(孔径只有约0.55nm)结构中，大的分子较难于在其中扩散和反应，使得其优良的催化性能受到一定限制，因而促使人们研发制备颗粒更小的超细分子筛，以缩短反应物分子在孔道内的传递距离。此外，分子筛晶粒小，分子筛表面暴露的催化反应所需的活性中心就多，催化剂活性高，因此对大多数反应而言，越小的分子筛晶粒，催化反应效率更高。但分子筛颗粒越小，其总表面能越高，在完成晶化之后的分子筛碱性悬浮液(即分子筛合成母液)中分子筛颗粒溶胶化越强烈，从晶化后的分子筛碱性悬浮液中分离越困难。

3、分子筛晶粒从母液中分离多采用压滤、离心或者膜分离的方式。但是压滤受限于滤布的孔径，不适用于超细的分子筛晶粒(粒径200nm以下)分离；离心分离仅适用实验室小批量分子筛的制备；膜分离方法需要消耗大量纯水，且膜孔极易堵塞，仅适用于分离粒径大于200nm的分子筛晶粒。

4、专利201510216500.3提供了一种分子筛碱性悬浮液中分离超细钛硅分子筛的方法，包括以下步骤：(1)向完成晶化后的分子筛碱性悬浮液中，加稀酸性溶液调节分子筛悬浮液ph值至弱酸性；(2)然后依次加入酸性硅溶胶和聚丙烯酰胺溶液，(3)之后加稀碱性溶液调节ph值至弱碱性，(4)再加稀酸性溶液反调ph值至中性，静止沉淀，过滤，分离回收得到超细钛硅分子筛。该方法虽然实现了超细分子筛的分离，但是需要交替加入酸碱调节溶液ph值，步骤繁琐。专利cn108793183a公开了一种钛硅分子筛母液分离的方法，包括以下步骤：(1)向完成晶化后的钛硅分子筛母液中加入水溶性的絮凝剂，具体为壳聚糖交联阳离子高分子絮凝剂、聚二甲基二烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物、聚苯乙烯磺酸钠等中的一种或几种；(2)加入有机酸或无机酸溶液，调节分子筛母液ph值至3～9；(3)静置沉降0.5～24小时，过滤、干燥和焙烧后，分离得到钛硅分子筛原粉。该方法仍然需要加入有机酸或无机酸调节母液ph值，且所得沉淀物仍需过滤分离。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法。本发明提供的分离方法过程简单，无需添加酸碱试剂调节ph值，二次絮凝后可直接得到沉降产物，无需过滤，本发明极大地提高了超细分子筛的分离效率。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法，包括以下步骤：

4、将完成晶化后的碱性超细分子筛合成母液与第一絮凝剂混合进行第一絮凝处理，得到一次絮凝母液；所述第一絮凝剂为氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的水溶液；

5、将所述一次絮凝母液与第二絮凝剂混合进行第二絮凝处理，得到二次絮凝母液；所述第二絮凝剂为聚丙烯酰胺的水溶液；

6、将所述二次絮凝母液静置沉降，抽离上层清液，所得沉淀物为超细分子筛。

7、优选地，所述碱性超细分子筛合成母液中超细分子筛的粒径为50～200nm；所述超细分子筛的类型包括zsm-5分子筛、beta分子筛、sapo-34分子筛、silicalite-1分子筛或丝光沸石分子筛。

8、优选地，所述第一絮凝剂中聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量为600～1000万。

9、优选地，所述第一絮凝剂中氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的质量含量分别为0.1～1.0％、0.2～1.5％、0.5～2.0％和0.3～2.0％；所述第一絮凝剂的体积为所述碱性超细分子筛合成母液体积的0.5～5％。

10、优选地，所述第一絮凝处理的时间为3～5min，所述第一絮凝处理在搅拌的条件下进行。

11、优选地，所述第二絮凝剂中聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量为1600～2500万。

12、优选地，所述第二絮凝剂中聚丙烯酰胺的质量含量为0.2～1％；所述第二絮凝剂的体积为一次絮凝母液体积的0.5～8％。

13、优选地，所述第二絮凝处理的时间为2～8min，所述第二絮凝处理在搅拌的条件下进行。

14、优选地，所述静置沉降的时间为5～10min。

15、优选地，抽离上层清液后，还包括将所得沉淀物依次进行水洗、压滤、干燥和焙烧。

16、本发明提供了一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法，包括以下步骤：将完成晶化后的碱性超细分子筛合成母液与第一絮凝剂混合进行第一絮凝处理，得到一次絮凝母液；所述第一絮凝剂为氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的水溶液；将所述一次絮凝母液与第二絮凝剂混合进行第二絮凝处理，得到二次絮凝母液；所述第二絮凝剂为聚丙烯酰胺的水溶液；将所述二次絮凝母液静置沉降，抽离上层清液，所得沉淀物为超细分子筛。本发明采用氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的水溶液作为第一絮凝剂对碱性超细分子筛合成母液进行第一絮凝处理，能够消除分子筛晶粒之间的排斥力，使晶粒之间发生相互作用生成絮凝微团簇，形成初级絮凝；本发明以聚丙烯酰胺的水溶液为第二絮凝剂对母液进行第二絮凝处理，能够使微团簇快速团聚沉降，且团簇间形成交联结构，防止团簇在搅拌、震荡等情况下再次悬浮。本发明提供的方法不仅避免了添加酸碱调节ph值的步骤，而且二次絮凝之后经静置沉降可直接得到沉降产物，沉降产物无需过滤就可以直接实现水相和固相的分离。本发明提供的方法极大地提高了从完成晶化之后的分子筛碱性悬浮液中分离回收超细分子筛的效率。

技术特征：

1.一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性超细分子筛合成母液中超细分子筛的粒径为50～200nm；所述超细分子筛的类型包括zsm-5分子筛、beta分子筛、sapo-34分子筛、silicalite-1分子筛或丝光沸石分子筛。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一絮凝剂中聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量为600～1000万。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述第一絮凝剂中氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的质量含量分别为0.1～1.0％、0.2～1.5％、0.5～2.0％和0.3～2.0％；所述第一絮凝剂的体积为所述碱性超细分子筛合成母液体积的0.5～5％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一絮凝处理的时间为3～5min，所述第一絮凝处理在搅拌的条件下进行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二絮凝剂中聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺，所述阴离子型聚丙烯酰胺的分子量为1600～2500万。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述第二絮凝剂中聚丙烯酰胺的质量含量为0.2～1％；所述第二絮凝剂的体积为一次絮凝母液体积的0.5～8％。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二絮凝处理的时间为2～8min，所述第二絮凝处理在搅拌的条件下进行。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静置沉降的时间为5～10min。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，抽离上层清液后，还包括将所得沉淀物依次进行水洗、压滤、干燥和焙烧。

技术总结
本发明提供了一种从碱性超细分子筛合成母液中分离超细分子筛的方法，涉及化工分离技术领域。本发明采用氯化铵、尿素、丙烯腈和聚丙烯酰胺的水溶液作为第一絮凝剂对碱性超细分子筛合成母液进行第一絮凝处理，能够消除分子筛晶粒之间的排斥力，使晶粒之间发生相互作用生成絮凝微团簇；本发明以聚丙烯酰胺的水溶液为第二絮凝剂对母液进行第二絮凝处理，能够使微团簇快速团聚沉降，且团簇间形成交联结构，防止团簇在搅拌、震荡等情况下再次悬浮。本发明提供的方法不仅避免了添加酸碱调节pH值的步骤，而且二次絮凝之后经静置沉降可直接得到沉降产物，沉降产物无需过滤就可以直接实现水相和固相的分离，极大地提高了超细分子筛的分离效率。

技术研发人员：樊卫斌,吴志伟,李志凯,董梅,秦张峰,焦卫勇,朱华青
受保护的技术使用者：中国科学院山西煤炭化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13