分子筛的合成
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ZSM-5分子筛的合成及表征摘要以正丁胺为模板剂,白炭黑为硅源,硫酸铝为铝源,采用水热法合成ZSM-5分子筛。
用X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等手段对其进行了表征。
关键词ZSM-5分子筛;合成;水热法ZSM-5 型分子筛是目前重要的分子筛催化材料之一,广泛应用于石油加工、煤化工与精细化工等催化领域[1]。
高硅ZSM-5分子筛通常以有机胺为模板剂水热法进行合成,有机模板剂合成具有适用pH范围广,晶型规整等优点。
苏建明等[2]以正丁胺为模板剂,合成出高硅铝比的ZSM-5分子筛。
孙慧勇[3]等人分别以正丁胺、乙二胺和己二胺作模板剂,用水热合成法制备了粒径在200-1000nm的小晶粒ZSM-5分子筛。
本文采用直接配料的方法,以正丁胺为模板剂水热法合成出了ZSM-5沸石分子筛,并用XRD和TGA对其进行了表征。
1 实验部分1.1 试剂与仪器氢氧化钠(NaOH(A.R.));硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O),化学纯,97.0%, 天津市化学试剂三厂);白炭黑(C.P.);正丁胺(C4H11N(A.R.));氯化钠(A.R.);去离子水. X射线衍射仪;电热恒温箱;电磁搅拌器;吸虑装置;不锈钢反应釜;电子天平;烧杯等.1.2实验过程(1) 溶液的配制A溶液:称取0.375g氢氧化钠(NaOH)和3.21氯化钠(NaCl),溶于20mL去离子水中,然后加入2.47g白炭黑,以磁搅拌器搅拌成均匀胶体。
B溶液:称取0.326g硫酸铝,置于100mL烧杯中,加入10mL去离子水,搅拌至全部溶解。
(2) 成胶过程将B溶液滴加至正在搅拌的A溶液中,搅拌10min至均匀为止,然后加入1.36mL正丁胺,搅拌均匀。
用广泛pH试纸测混合胶体的pH。
(3) 晶化与产物处理把成胶的混合物装入聚四氟乙烯釜套中,然后放入不锈钢反应釜中,拧紧釜盖,放入电热恒温箱中于180℃晶化7d左右,取出。
以水冷至室温后,将产物吸虑,水洗至pH=8~9,于110℃干燥得ZSM-5沸石分子筛原粉。
分子筛材料的合成及其催化应用分子筛材料(molecular sieve)是一种具有高孔隙度和特定孔径大小的微孔材料,能够选择性地吸附不同分子和离子,具有广泛的催化应用。
分子筛材料的制备过程和性能调控已成为材料科学领域的一个重要研究课题。
一、分子筛材料合成的基本原理分子筛材料合成一般采用两种方法:一种是通过控制某种分子在一定条件下的聚合反应,在分子聚合过程中形成孔道和晶胞结构,合成出具有一定孔径和孔隙度的分子筛材料;另一种是利用化学合成方法,通过一系列反应步骤形成孔道结构和晶胞结构,并在其表面上修饰功能基团,制备出具有特定性质和功能的分子筛材料。
合成分子筛材料的关键是选择合适的原料和反应条件。
原料通常是硅源、氧源和负载物等,硅源和氧源是分子筛结构主体的形成原材料,而负载物则是用于调节孔径和孔隙的尺寸,以及控制形成的分子筛材料的拓普学结构等。
反应条件包括温度、反应时间、反应介质和添加的辅助剂等,这些条件的变化会影响分子筛材料孔径和孔隙形态、晶体形态以及表面酸碱性等性质。
二、分子筛材料的催化应用分子筛材料具有较高的催化效率和选择性,广泛应用于石化、有机合成和化学分离等领域。
(一)分子筛催化炼油过程炼油过程中,分子筛材料作为催化剂可在高温下催化裂化烃类大分子链,使其分解为轻质烃类。
商业上常用的催化剂包括ZSM-5分子筛和超稳分子筛USY等,它们具有高活性和选择性,并能够控制产物组成。
(二)分子筛催化有机合成过程分子筛材料作为催化剂可应用于有机合成中的催化加氢、裂解、烷基化、异构化等反应中,并能够选择性地催化不同产物形成。
例如,ZSM-5分子筛可用于醛、酮、羧酸等化合物的裂解反应,制备乙烯和二甲苯等有用产物。
(三)分子筛在化学分离中的应用分子筛材料还可以作为分子分离和催化分解的载体。
它们可以对不同分子表现出选择性吸附和分离,分离出特定分子,同时保持其他分子的原始状态。
三、分子筛材料合成与应用的未来趋势随着社会经济的发展,对更高效、更环保的催化技术的需求不断增加,分子筛材料的合成与应用也将不断深入发展。
分子筛合成方法范文分子筛是一种具有规则孔道结构的无机材料,可以用于催化、吸附和分离等领域。
其合成方法多样,可以通过氧化物凝胶法、水热法、酸碱法、模板法等多种途径进行。
以下将在1200字以上详细介绍这些方法。
1.氧化物凝胶法:氧化物凝胶法是最常用的合成分子筛的方法之一、其步骤包括溶液制备、凝胶形成、干燥和煅烧等。
首先,将硅源和铝源与碱性溶液(如氢氧化钠)混合,加入硅烷或硅酸酯作为硅源;然后,同时搅拌混合溶液并加热至适当温度,这样可以加快凝胶形成的速度;接着,将凝胶移至加热器中,以高温干燥,使其形成固体;最后,通过煅烧过程将凝胶转化成分子筛晶体。
2.水热法:水热法是另一种常用的合成分子筛的方法。
其基本原理是在高温高压容器中进行加热反应。
首先,将硅源和铝源与碱性溶液混合,形成混合溶液;然后,将混合溶液转移到高温高压容器中,在适当的温度和压力下进行加热反应;接着,将反应产物通过过滤和洗涤等步骤进行分离和纯化;最后,将产物进行干燥和煅烧,形成分子筛晶体。
3.酸碱法:酸碱法也是一种常用的分子筛合成方法。
其基本原理是利用酸和碱之间的反应生成沉淀物,通过后续步骤得到分子筛晶体。
首先,将硅源和铝源与酸性溶液混合反应,形成硅酸盐和铝酸盐;然后,将反应混合物转移到碱性溶液中,反应生成沉淀物;接着,通过离心、过滤、洗涤等步骤对沉淀物进行分离和纯化;最后,将产物进行干燥和煅烧,得到分子筛晶体。
4.模板法:模板法是一种利用有机分子作为模板生成孔道结构的分子筛的方法。
首先,在硅源和铝源的溶液中加入有机分子模板,模板与溶液中的阳离子形成络合物,这种络合物在晶体生长中起到模板的作用;然后,通过水热法、溶胶凝胶法等方法将溶液进行固化,形成凝胶;接着,将凝胶进行干燥和煅烧,使有机分子模板被移除,留下具有孔道结构的分子筛晶体。
以上介绍了分子筛的四种常用合成方法:氧化物凝胶法、水热法、酸碱法和模板法。
每种方法都有其特点和适用性,选择合适的合成方法可以得到所需的分子筛材料。
分子筛的合成及其应用探究随着科技的不断进步,分子筛作为一种新型材料被越来越多的领域所用到。
分子筛最初是作为催化剂用于石油加工等工业领域,但随着人们对其性质与特点的深入研究,分子筛的应用范围也日益扩大。
本文将详细介绍分子筛的合成方法及应用探究。
一、分子筛的合成为了获得高质量分子筛,在对分子筛进行合成时,材料的纯度以及反应条件的优化都是非常重要的。
有很多种合成分子筛的方法,其中最常见的就是水热合成法、水熔合成法、气体扩散方法等。
1. 水热合成法水热合成法是分子筛中最为常见的一种合成方法。
其步骤为:首先将硅酸酯和铝酸铵等物质放入一个透明的反应釜中,在加入适量的碱后,将其密封,然后将反应釜放置在高压锅中加热,等待一段时间后,可得到高纯度的分子筛产品。
水热合成法的优势在于反应时间短,反应产物的纯度较高。
2. 水熔合成法水熔合成法是较为新颖的分子筛合成方法,其步骤为:将化合物放入一个高温的石英管中,并以较高的压力、较高的温度加强反应作用,而最终得到高纯度的分子筛产物。
3. 气体扩散法气体扩散法则是利用高能的离子源,将它们聚焦攻击在样品之上,而使粒子间发生反应合成出分子筛。
这种合成方法的优势在于分离效果显著,在某些粒子线空间狭小清洁环境较佳的场合可获得更纯的材料。
以上三种方法都被广泛应用于分子筛材料的合成中。
随着科技的不断发展,人们对分子筛的合成方法也在不断拓展,未来分子筛的合成方法仍将不断创新与完善。
二、分子筛的应用分子筛在各大领域中都有着广泛的应用,其中最常见的应用领域包括化学、制药、环保、食品加工等。
1. 化学领域分子筛在化学领域中广泛地应用于催化化学反应、反应性分离等方面。
分子筛的微细孔结构与化学反应性质的特殊性质使其成为一种理想的催化剂。
其在化学合成过程中可以引入历程中的各种反应中间体,以此提高反应效率,一些复杂的化学反应都可以在分子筛的作用下实现。
此外,分子筛还可应用于气体分离、固体分离等领域。
2. 制药领域分子筛在制药领域也有着广泛的应用。
分子筛合成中的化学反应
分子筛是由硅酸盐、无机氟化物或金属氧化物等化合物制备的多孔固体材料。
其中最常用的一种合成方法是水热合成法。
水热合成法是在高温高压下,将硅源、碱源、模板剂和其他添加剂混合,经过特定的温度和时间处理,生成合成分子筛。
具体的化学反应过程如下:
1. 偶氮二甲酰胺(DMF)作为有机模板剂,在碱性条件下与硅源(如硅酸钠)反应生成硅酸胺盐。
2. 硅酸胺盐进一步和其他添加剂如模板剂、有机支撑剂等发生反应生成分子筛骨架。
3. 在水热条件下,硅酸胺盐和其他添加剂通过缩合反应形成分子筛的三维骨架结构。
4. 在水热合成中,模板剂在分子筛合成过程中起到模板作用,使得分子筛成为特定的结构。
以上是水热法合成分子筛的一种常见方法,不同的分子筛种类和应用需要不同的合成方法和反应条件。
此外,还有其他合成方法如溶胶-凝胶法、溶剂热法、高
温固相法等。
分子筛材料的合成及其吸附性能研究分子筛材料是一种能够根据分子尺寸和形状选择性吸附或分离物质的晶体材料。
它们的结构类似于蜂窝,由大量微孔组成,通常由硅酸盐或氧化铝构成。
分子筛材料的合成及其吸附性能一直是材料科学领域的热门研究课题。
分子筛材料的合成方法多种多样,常见的包括水热法、溶胶-凝胶法、模板法等。
其中,水热法是一种常用且具有较高效率的合成方法。
在水热条件下,合成前体物质与反应介质在高温高压的环境中发生反应,最终形成结晶完整的分子筛材料。
另外,溶胶-凝胶法则通过将适当的前驱物溶解在溶液中,随后通过控制凝胶形成和干燥过程,形成高度有序结构的分子筛材料。
模板法则是在合成过程中加入特定模板分子,通过模板分子的作用来调控分子筛材料孔道结构。
不同合成方法对于分子筛材料的结构和性能有着显著影响。
水热法合成的分子筛材料通常具有均匀的孔道结构和良好的热稳定性,适用于高温条件下的吸附分离。
溶胶-凝胶法合成的分子筛材料常具有大孔径和高比表面积,适用于吸附小分子气体。
而模板法则具有精确调控孔径和形状的优势,适用于选择性吸附、催化等方面。
分子筛材料的吸附性能取决于其孔径大小、形状、表面化学性质等多种因素。
具体来说,孔径大小决定了分子筛对不同大小分子的选择性吸附能力。
孔道形状对于分子在内部扩散和催化反应的速率也有重要影响。
此外,分子筛材料的表面功能基团对于与目标分子的相互作用至关重要,它决定了吸附速率和容量。
研究表明,通过合成控制和表面修饰等手段,可以有效改善分子筛材料的吸附性能。
例如,通过改变合成条件可以调控孔道大小,增强对特定分子的吸附选择性。
通过引入功能基团可以调整表面亲疏水性,提高对特定物质的亲和力。
此外,还可以利用复合材料、非平面结构等方法来拓展分子筛材料的应用范围和提升性能。
总的来说,分子筛材料的合成及其吸附性能研究具有重要意义,不仅可以为环境保护、能源开发等领域提供新型材料,还可以为催化、分离技术等领域提供理论支持。
不同酸浓度MCM-41分子筛的合成与表征摘要:用C16TMABr表面活性剂作为模板,采用TEOS硅源水解法合成MCM-41介孔分子筛。
分别对在碱性环境、以及高、中、低、三种不同酸浓度的条件下合成的MCM-41分子筛使用TG/DTA、红外光谱、低温N2吸附等测试手段对其进行表征。
结果表明:四种条件下均能合成MCM-41 分子筛,机离子浓度、反应温度和煅烧等对MCM-41分子筛的介孔孔径有重要影响,而pH 值则影响MCM-41的热稳定性。
关键字: MCM-41;分子筛;合成;低温N2吸附;红外光谱无机多孔材料因具有较大的比表面积和吸附容量,而被广泛应用与催化和吸附载体中。
按孔径大小来分,多孔材料可分为微孔、介孔和大孔材料。
近年来出现了一类新型的有序介孔氧化硅材料M41S。
其显著的特点是具有规则排列、大小均匀的纳米孔道结构及高的比表面积和大的吸附容量,在催化、吸附与分离、纳米材料组装及生物化学等众多领域有广泛的应用前景。
而在新型的介孔氧化硅中,MCM-41分子筛是最具代表性的一种。
MCM-41 是具有六方规则排列的一维孔道结构,孔径大小均匀,在一定范围内可连续调节,具有高的热稳定性。
它是利用分子自组织的方法得到的介孔固体物质【1-6】,其有序排列的较大孔径(1.5—10nm),将沸石分子筛的规则孔径以微孔范围拓展到介孔领域。
这对于在沸石分子筛难以完成的大分子催化、吸附与分离等过程,无疑展示了广阔的前景,在小尺寸效应、表面效应及量子效应等方面也提供了物质基础。
本文通过以十六烷基三甲基溴化氨(C16TMABr)为表面活性剂,在三种不同酸浓度下合成MCM-41分子筛,并研究了对MCM-41分子筛结构性能的影响。
一、试验方法1、MCM-41 分子筛的合成酸性合成:将HCl加入持续搅拌的C16TMBr的水溶液中,搅拌15min,然后将TEOS逐滴滴入不断搅拌的混合溶液中。
滴定完成后再继续搅拌2h,置于装有聚四氟乙烯内衬的反应釜中110℃水热处理48h。
分子筛原理| 分子筛的合成机理分子筛是什么?一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。
其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。
分子筛原理:1、吸附性能沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。
产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清除的目的。
由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,叫解析或再生。
由于沸石分子筛孔径均匀,只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附,所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样,根据分子的大小来决定是否被吸附。
由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性,能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用,或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。
这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
2、离子交换性能通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。
沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属,它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。
离子在一定的条件下,如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。
在水溶液中,由于沸石分子筛对离子选择性的不同,则可表现出不同的离子交换性质。
金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。
扩散速度制约着交换反应速度。
通过离子交换可以改变沸石分子筛孔径的大小,从而改变其性能,达到择形吸附分离混合物的目的。
沸石分子筛经离子交换后,阳离子的数目、大小和位置发生改变,如高价阳离子交换低价阳离子后使沸石分子筛中的阳离子数目减少,往往造成位置空缺使其孔径变大;而半径较大的离子交换半径较小的离子后,则易使其孔穴受到一定的阻塞,使有效孔径有所减小。
新型分子筛的合成及其应用随着科学技术的不断发展,新材料的研究和开发也日新月异。
其中,分子筛是一种非常重要的材料,具有广泛的应用前景。
本文将介绍新型分子筛的合成及其应用。
一、什么是分子筛分子筛是一种由无机或有机化合物组成的微孔晶体,具有特定的化学成分和结构。
它的表面有一定的孔径和形状,可以筛分不同大小和形状的分子。
这种材料具有很多优异的特性,如高温稳定性、酸碱稳定性、选择性吸附性等等。
因此,分子筛在石油化工、环境保护、催化剂等领域得到了广泛应用。
二、新型分子筛的合成方法传统的分子筛是由硅酸盐、铝酸盐、碱金属氧化物等成分通过水热合成方法制备而成。
这种合成方法虽然已成熟,并且得到了广泛的应用,但它有一些缺点。
例如:合成过程时间长、成本较高、只能合成一些基本结构的分子筛等等。
现在,分子筛的制备方法已逐渐向多样化、高效化方向发展。
新型的分子筛制备方法主要包括:模板法、溶胶凝胶法、水热合成法、高温熔融合成法、气相合成法、离子液体合成法等等。
这些方法不仅可以合成多种不同结构的分子筛,而且可以控制分子筛的孔径大小、形态、晶型等特性。
三、新型分子筛的应用领域随着新型分子筛的广泛使用,它的应用领域也越来越广泛。
其中最具有代表性的就是在催化领域的应用。
分子筛在催化领域的应用最早是把分子筛用作催化剂载体,通过将活性组分负载在分子筛内部,从而使催化剂具有更高的催化活性和选择性。
这种催化剂广泛应用于石油化工等化工领域。
近年来,随着新型分子筛的不断涌现,其在催化领域的应用范围也不断扩大。
例如,一种名为SAPO-34的分子筛,在甲烷转化为烯烃领域具有非常高的催化活性和选择性。
另外,随着环保意识的提高,固体酸催化剂在环境友好型催化剂研究中占据了重要地位,SiO2-ZrO2复合分子筛材料是一种典型的催化剂载体。
除了在催化领域应用,新型分子筛在其他领域也具有一定的应用前景。
例如:- 分子筛在药物制剂领域的应用。
目前已有一些国家开展了分子筛在药物制剂中的应用研究,这将有助于提高药物的溶解度和生物利用度。
分子筛的合成、表征及性能研究姓名好班级:好学号:好2014年01月11日一、实验设计思路二、实验目的1.了解分子筛的主要特点和用途;2.了解水热法的主要特点和一些基本实验操作;3.掌握X 射线衍射表征方法的原理及实验操作;4.掌握氮气吸附法测多孔材料孔结构参数的原理及操作;5.掌握沸石分子筛化学组成的测定方法;6.通过比较、分析不同类型分子筛在离子交换、吸附性能上的差异。
三、实验原理分子筛材料,广义上指结构中有规整而均匀的孔道,孔径为分子大小的数量级,它只允许直径比孔径小的分子进入,因此能将混合物中的分子按大小加以筛分;狭义上分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。
分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。
按孔道大小划分,小于2 nm 称为微孔分子筛,2~50 nm 称为介孔分子筛,大于50 nm 称为大孔分子筛。
按照分子筛中硅铝比的不同,可以分为A 型(1.5~2.0),X 型(2.1~3.0),Y 型(3.1~6.0),丝光沸石(9~11),高硅型沸石(如ZSM -5)等,其通式为:MO.Al2O3.xSiO2.yH2O ,其中M 代表K 、Na 、Ca 等。
商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A 型、4A 型、5A 型分子筛等。
4A 型即孔径约为4A ;含Na+的A 型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A ,即为3A 型分子筛;如Na-A 中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A ,即为5A 型分子筛。
X 型分子筛称为 13X (又称Na-X 型)分子筛;用Ca2+交换13X 分子筛中的Na+,形成孔径为9A 的分子筛晶体,称为10X (又称Ca-X 型)分子筛。
A 型分子筛结构,类似于NaCl 的立方晶系结构,如将NaCl 晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来,就会得到A 型分子筛的晶体结构;X 型和Y 型合成材料组成、结构性能硅铝比结构导向剂介孔分子筛A 型沸石分子筛X 型Y 型氧化硅介孔M m/2O ·Al 2O 3·nSiO 2·xH 2O微孔大分子吸附小分子吸附离子交换分子筛结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构,如以β笼这种结构单元取代金刚石的碳原子结点,且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结,就得到了X和Y型分子筛结构;丝光沸石型分子筛结构,没有笼,是层状结构,结构中含有大量的五元环,且成对地连在一起,每对五元环通过氧桥再与另一对联结,联结处形成四元环,这种结构单元的进一步联结,就形成了层状结构;高硅沸石ZSM型分子筛结构,与丝光沸石结构相似,由成对的五元环组成,无笼状腔,只有通道,如ZSM-5有两组交叉的通道,一种为直通的,另一种为“之”字形相互垂直,通道呈椭圆形。
目前,分子筛材料在分离、吸附、离子交换和催化等领域具有广泛应用,各种分子筛也因其结构和性能的不同,被应用到不同的方面。
例如沸石分子筛,由于它的高选择性、强酸性等表面活性和规整的孔结构特点,可作为很好的催化材料,因而被广泛应用作炼油工业和石油化工中的催化剂;另外由于它强的吸附能力和离子交换性能,而被广泛应用于污水处理、土壤改良、金属离子的富集与提取等方面。
介孔分子筛作为一种新型纳米结构材料,不但具有狭窄的孔径分布、巨大的比表面积,而且它突破了沸石分子筛对反应物分子尺寸在1nm以下的限制,虽然其缺乏离子交换性能,但是在大分子参与的吸附、分离和催化等领域具有重要的应用环境。
最近几年来,随着人们对环保意识的逐渐增强,采用绿色合成和负载合成方法已成为分子筛合成的重要方向。
特别是新型分子筛的合成和应用,相信在未来的几十年内,沸石分子筛以及介孔分子筛在工业生产和生活中具有更加广阔的应用前景。
因此研究各类分子筛的结构和性能具有深远的意义。
本次实验主要研究Na-A、Na-X型分子筛以及介孔分子筛的组成、孔结构、离子交换性能和吸附性能。
四、仪器与试剂1.仪器:水浴锅、水热釜、烘箱、马弗炉、X射线衍射仪、氮气吸附仪、坩埚、分析天平、分光光度计、干燥器、容量瓶、磁力搅拌器、搅拌子、滴定管。
2.试剂:氢氧化钠、氢氧化钾、偏铝酸钠、硫酸铝、硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、正硅酸乙酯、去离子水、亚甲基蓝、硝酸铜。
五、实验步骤1.分子筛合成(1) Na-A型沸石分子筛将3.8gNaOH和3.0gNaAlO2置于250mL烧杯中,加入45mL去离子水,在60℃下加热溶解,得到A溶液。
称取7.0gNa2SiO3.9H2O于250mL烧杯中,加入41mL去离子水,在60℃下加热溶解,得到B溶液。
将得到的B溶液在60℃下搅拌加热,将A溶液分五次加入,搅拌至形成胶状稀溶液(5-10min)。
将成胶混合物转移至水热釜中,放置在100℃的烘箱中晶化5小时,取出后用水冷至室温,倾去上层清液,抽滤、水洗至中性,转移至表面皿中,在100℃的烘箱中干燥过夜。
(2)Na-X型沸石分子筛在三角烧瓶中,将11.5g Na2SiO3·9 H2O、5.6g NaAlO2、7.75g NaOH和5.4g KOH溶解于46mL去离子水中。
在温度70℃磁力搅拌3小时,然后停止搅拌,将水浴温度调节至95℃,在此温度下静置2小时后停止加热。
待烧瓶冷却至室温后抽滤、洗涤至产物为中性,转移至表面皿中,置于100℃的烘箱中干燥过夜。
(3)介孔分子筛MCM-41以CTAB表面活性剂为模板剂,以TEOS为硅源。
在强力搅拌下,先称取CTAB 2.43g、NaOH 0.48g溶解于60mL去离子水中,然后慢慢加入11.81g TEOS,继续搅拌2小时后,配制成凝胶,装入反应釜中,于110℃烘箱中晶化处理48小时。
取出水冷至室温,抽滤、水洗至中性,转移至表面皿中,在100℃的烘箱中干燥过夜。
最后,于空气中,550℃下煅烧6小时,除去表面活性剂CTAB,即得MCM-41介孔分子筛。
2.物相分析将获得的Na-A、Na-X型分子筛产物进行X射线衍射分析,得到产物的X射线衍射谱图。
将测得的图谱与各种相应分子筛的X射线衍射标准谱图对比,以确定晶化产物是否为相应分子筛及其纯度。
3.孔结构分析分子筛的孔结构分析采用氮气低温物理吸附法。
分别称取Na-A型、Na-X型、介孔分子筛的质量为0.9155g、0.9126g、0.0455g。
4.沸石分子筛组成分析(1)水含量测定将两个干净并灼烧过的坩埚分别称重,在其中分别加入烘干的Na-A型分子筛1.0220g,Na-X型分子筛1.0002g,再分别称重后标号,然后放入马弗炉中,500℃灼烧。
待温度降至200℃后,用干净、预热的坩埚钳将坩埚移入干燥器中,冷至室温、称重。
(2)氧化铝含量测定准确称取Na-A、Na-X型分子筛试样分别0.1627g、0.1408g置于两个干净的100mL的烧杯中加水少许,将试样润湿,分别加入6mol/L HCl 15mL,在电炉上加热近干。
冷却后,加水溶解并过滤,沉淀用水洗涤3—4次,滤液和洗涤液一并分别收集于两个250mL容量瓶中,并稀释至刻度,摇匀备用。
准确称取0.2115gZnO基准物质于一干净的小烧杯中,取少量水润湿后,滴加6mol/L的HCl使其刚好完全溶解为止,定容到250mL的容量瓶中,得到ZnCl2标准溶液,摇匀后备用。
粗配0.01mol/L的EDTA溶液400ml于试剂瓶中,用移液管吸取EDTA溶液25.00mL置于锥形瓶中,滴加2滴酚酞指示剂,以3mol/L氨水调节溶液呈红色,再以2mol/LHCl调节红色刚退,加入现配置好的HAc-NaAc(1:1)缓冲溶液20mL,然后滴加2滴二甲酚橙指示剂,用上述ZnCl2标准溶液标定EDTA溶液,至溶液由亮黄色变成橙红色,平行滴定三次。
用移液管吸取上述分子筛试样溶液25.00mL置于锥形瓶中,然后用另一移液管吸取EDTA标准溶液25.00mL也置于此锥形瓶中,滴加2滴酚酞指示剂,以3mol/L氨水调节溶液呈红色,再以2mol/LHCl调节红色刚褪,加入现配置好的HAc-NaAc(1:1)缓冲溶液20mL,煮沸5min,冷却后滴加2滴二甲酚橙指示剂,用上述ZnCl2标准溶液回滴,至溶液由亮黄色变成橙红色即达终点。
记录实验数据,根据EDTA、ZnCl2的浓度和所用的体积,分别计算样品Na-A、Na-X 型分子筛中Al2O3的百分含量。
5.铜离子交换性能测试分别称取Na-A型、Na-X型、MCM-41型分子筛0.2064g、0.2050g、0.2016g于三个干净的烧杯中,然后分别移取50.00ml现配的Cu(NO3)2溶液于上述三个烧杯中,室温浸泡24小时,观察粉体的颜色变化,采用间接碘量法测定交换前后溶液中的铜离子含量,计算分子筛的铜离子交换容量。
粗配0.1mol/L的Na2S2O3溶液500mL,备用。
准确称取0.9500g KIO3基准物质,溶解稀释定容到250ml的容量瓶中,摇匀后作为标准溶液备用。
用移液管移取10.00ml的KIO3标准溶液于一锥形瓶中,加入2mL 3mol/L的硫酸,加入5mL0.5mol/L溶液,此时溶液呈深棕色,用上述Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,滴加2滴淀粉指示剂,溶液变为深蓝色,再继续滴加Na2S2O3溶液至蓝色消失,平行滴定三次,记录数据,计算得到Na2S2O3溶液的浓度。
移取上述现配的Cu(NO3)2溶液10.00mL于锥形瓶中,加入5mL0.5mol/L溶液,立即产生大量的白色沉淀,此时溶液呈深棕色,用上述Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,滴加滴淀粉指示剂,至溶液变为深蓝色,再继续滴加Na2S2O3溶液至蓝色消失,平行滴定三次,记录数据,计算得到现配的Cu(NO3)2溶液的浓度。
移取上述上层浸泡澄清液10.00mL于锥形瓶中,加入5mL0.5mol/L溶液,立即产生大量的白色沉淀,此时溶液呈深棕色,用上述Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,滴加滴淀粉指示剂,至溶液变为深蓝色,再继续滴加Na2S2O3溶液至蓝色消失,记录数据,计算得到浸泡分子筛后Cu(NO3)2溶液的浓度。
6.小分子吸附性能测试精确称取500℃活化的分子筛(称量纸+分子筛重量为W0)。
在空气中暴露过夜后,再次称重(称量纸+分子筛重量为W1),计算分子筛的吸水量,并做比较。
7.大分子吸附性能测试(1)亚甲基蓝吸收曲线绘制用吸量管移取100mg/L亚甲基蓝标准溶液3.00-50mL于容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
用1cm比色皿,以蒸馏水为参比液,在550-750nm之间,每隔5nm测一次吸光度。
在坐标纸上,以波长λ为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制A-λ曲线。