偏高嶺土地質(zhì)聚合物凝膠轉(zhuǎn)化法制備低硅鋁比沸石分子篩.pdf

1、地質(zhì)聚合物是利用天然材料（如偏高嶺土、礦渣等）合成的無機(jī)鋁硅酸鹽聚合物，其基本結(jié)構(gòu)是硅氧四面體和鋁氧四面體通過共用氧原子而連接起來的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于其原材料來源廣泛，無污染，價(jià)格成本低，節(jié)能，耐酸耐堿等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于防火材料、熱防護(hù)材料、裝飾石材、基建修補(bǔ)、鑄造應(yīng)用等方面。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)聚合物中存在類沸石結(jié)構(gòu)，在一定晶化條件下地質(zhì)聚合物可以轉(zhuǎn)化為沸石分子篩。
　　本論文利用偏高嶺土和工業(yè)級水玻璃為原料制備了一系列Na2

2、O-XSiO2-Al2O3地質(zhì)聚合物材料（X為2.4到4），設(shè)置一定的實(shí)驗(yàn)條件轉(zhuǎn)化為沸石分子篩。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)X為3.0時(shí)，在一定的晶化條件下，Na2O-3.0SiO2-Al2O3地質(zhì)聚合物材料可以轉(zhuǎn)化為具有三明治結(jié)構(gòu)的沸石分子篩;當(dāng)X為4時(shí)，在一定的晶化條件下，Na2O-4SiO2-Al2O3地質(zhì)聚合物材料可以轉(zhuǎn)化為ZSM-20沸石分子篩。實(shí)驗(yàn)中利用XRD、SEM、BET、XRF等手段，對地質(zhì)聚合物原位轉(zhuǎn)化沸石分子篩的微觀形貌、相組成、

3、比表面積等進(jìn)行了研究，確定了地質(zhì)聚合物轉(zhuǎn)化三明治結(jié)構(gòu)沸石分子篩和ZSM-20沸石分子篩的最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)的主要結(jié)論如下:
　　(1)地質(zhì)聚合物原位轉(zhuǎn)化制備分子篩比較重要的的影響因素包括:反應(yīng)體系中活性硅鋁含量、硅鋁比、堿度、水熱溫度以及水熱時(shí)間。在反應(yīng)體系中，當(dāng)活性硅鋁含量較少時(shí)，難以成核形成晶體結(jié)構(gòu)。硅鋁比的不同，可以在一定程度上決定所形成分子篩的類型。堿作為反應(yīng)體系的激發(fā)劑，會影響原料在合成體系中的分布以及聚合態(tài)。水熱溫度以

4、及水熱時(shí)間，是地質(zhì)聚合物反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沸石分子篩過程中作為提供能量的重要因素。在水熱過程中，只有提供了充足的能量后才可以使地質(zhì)聚合物轉(zhuǎn)化為沸石分子篩。
　　(2)利用Na2O-3.0SiO2-Al2O3地質(zhì)聚合物材料轉(zhuǎn)化合成三明治結(jié)構(gòu)沸石分子篩的最佳合成工藝條件為:水熱溫度180℃、水熱時(shí)間10 h、陳化溫度60℃、陳化時(shí)間3d、水玻璃模數(shù)1.0、水鈉比9.5。三明治結(jié)構(gòu)沸石分子篩形成的主要原因是由于地質(zhì)聚合物膜片本身具有一定的厚度，