一种活性硅铝酸盐及其制备方法与应用与流程

本发明涉及沸石合成，尤其涉及一种活性硅铝酸盐及其制备方法与应用。

背景技术：

1、沸石是一种由硅铝元素骨架构成的多孔材料。目前，以硅铝矿物为原料合成沸石材料的工艺，主要通过高温碱融煅烧方式对硅铝矿物原料进行活化预处理，增加硅铝成分的化学反应性，以便进一步合成沸石材料。但是，由于高温煅烧方式(高于600℃)能耗较高，因此，此种工艺路径合成沸石材料的能耗成本很高。因此，需要开发耗能更低的预处理技术，降低沸石材料的制备成本。

2、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种活性硅铝酸盐及其制备方法与应用，旨在解决现有通过高温煅烧方式对硅铝矿物原料进行活化预处理能耗较高、成本较高的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明的第一方面，提供一种活性硅铝酸盐的制备方法，其中，包括步骤：

4、提供硅铝矿物和碱金属氢氧化物；

5、将所述硅铝矿物与所述碱金属氢氧化物进行混合，得到固体混合物；

6、将所述固体混合物置于预设湿度的环境中进行搅拌，发生固相反应，达到预设搅拌时间后，在预设温度下加热预设时间，得到所述活性硅铝酸盐。

7、可选地，所述固体混合物的粒径小于100目。

8、可选地，所述硅铝矿物包括天然土壤、沙子、碎玻璃、硅藻土、高岭土、膨润土、长石、石英、霞石、白榴石、绿柱石、高岭石、白云母、叶蜡石、累托石、硬玉、锂辉石、水铝石、珍珠岩、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石、蛇纹石、坡缕石、海泡石、凹凸棒石、顽辉石、透辉石、闪石、橄榄石中的至少一种；

9、所述碱金属氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的至少一种。可选地，所述固体混合物中，所述碱金属氢氧化物的摩尔数与所述硅铝矿物中硅和铝的总摩尔数之比为0.25:1～2.5:1。

10、可选地，所述预设湿度的环境为相对湿度为40％～90％的环境。

11、可选地，所述搅拌的转速为5～100rpm，所述预设搅拌时间为5min～24h。

12、可选地，所述预设温度为50～200℃，所述预设时间为0.5～10h。

13、本发明的第二方面，提供一种活性硅铝酸盐，其中，采用本发明如上所述的制备方法制备得到。

14、本发明的第三方面，提供一种本发明如上所述的活性硅铝酸盐在沸石合成领域中的应用。

15、本发明的第四方面，提供一种沸石，其中，所述沸石的原料包括本发明如上所述的活性硅铝酸盐。

16、有益效果：本发明先通过能耗较低的固相反应过程在不需要额外热源的环境下对硅铝矿物中的硅铝成分进行初步有效活化，对硅铝矿物的原有晶体结构进行破坏，然后再对已发生固相反应的产物进行低温加热活化，热量的导入促进硅铝矿物晶体结构进一步地坍塌，促进形成更多的活性硅铝酸盐成分。本发明中由于固相反应的使用，可大幅降低后续加热活化的温度，不必进行高温条件下的煅烧，减少了活化硅铝矿物产出活性硅铝酸盐的能耗和成本。

技术特征：

1.一种活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述固体混合物的粒径小于100目。

3.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述硅铝矿物包括天然土壤、沙子、碎玻璃、硅藻土、高岭土、膨润土、长石、石英、霞石、白榴石、绿柱石、高岭石、白云母、叶蜡石、累托石、硬玉、锂辉石、水铝石、珍珠岩、金云母、蛭石、蒙脱石、滑石、蛇纹石、坡缕石、海泡石、凹凸棒石、顽辉石、透辉石、闪石、橄榄石中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述固体混合物中，所述碱金属氢氧化物的摩尔数与所述硅铝矿物中硅和铝的总摩尔数之比为0.25:1～2.5:1。

5.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述预设湿度的环境为相对湿度为40％～90％的环境。

6.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述搅拌的转速为5～100rpm，所述预设搅拌时间为5min～24h。

7.根据权利要求1所述的活性硅铝酸盐的制备方法，其特征在于，所述预设温度为50～200℃，所述预设时间为0.5～10h。

8.一种活性硅铝酸盐，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到。

9.一种如权利要求8所述的活性硅铝酸盐在沸石合成领域中的应用。

10.一种沸石，其特征在于，所述沸石的原料包括权利要求8所述的活性硅铝酸盐。

技术总结
本发明公开一种活性硅铝酸盐及其制备方法与应用，所述活性硅铝酸盐的制备方法包括步骤：提供硅铝矿物和碱金属氢氧化物；将所述硅铝矿物与所述碱金属氢氧化物进行混合，得到固体混合物；将所述固体混合物置于预设湿度的环境中进行搅拌，发生固相反应，达到预设搅拌时间后，在预设温度下加热预设时间，得到所述活性硅铝酸盐。本发明先通过能耗较低的固相反应过程对硅铝矿物中的硅铝成分进行初步有效活化，破坏硅铝矿物原有晶体结构，然后再对产物进行低温加热活化，强化对硅铝成分的固相碱侵蚀效果，促进硅铝矿物原有晶体结构进一步的坍塌，促进形成更多的活性硅铝酸盐成分。本发明中不必进行高温条件下的煅烧，减少了活化硅铝矿物的能耗和成本。

技术研发人员：杨金瑞
受保护的技术使用者：南京庚土环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19