离子交换法制备一种含锌分子筛
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离子交换树脂法制备葡萄糖酸锌以离子交换树脂法制备葡萄糖酸锌为标题,下面是一篇符合要求的文章:离子交换树脂法是一种常用的化学方法,用于从溶液中分离和提纯金属离子。
本文将介绍如何利用离子交换树脂法制备葡萄糖酸锌。
我们需要了解离子交换树脂的原理。
离子交换树脂是一种能够与溶液中的离子发生交换的高分子材料。
树脂中的功能基团能够吸附溶液中的金属离子,并释放出等量的其他离子。
根据功能基团的不同,离子交换树脂可以选择性地吸附特定的金属离子。
在制备葡萄糖酸锌时,我们需要选择一种适合吸附锌离子的离子交换树脂。
一种常用的选择是选择性吸附二价金属离子的强酸性离子交换树脂。
这种树脂上的功能基团通常是硫酸基或硝酸基,能够与金属离子形成离子键。
接下来,我们需要将离子交换树脂与葡萄糖酸锌的溶液接触。
在这个过程中,树脂会吸附溶液中的锌离子,而释放出等量的其他离子。
为了增加吸附效果,可以通过控制溶液的pH值来调节离子的电荷状态。
一般来说,锌离子在酸性条件下更容易被离子交换树脂吸附。
当离子交换树脂吸附满锌离子后,我们需要将锌离子从树脂上洗脱下来。
这可以通过改变溶液的pH值或使用含有锌离子的其他溶液来实现。
一旦锌离子被洗脱,我们就可以得到葡萄糖酸锌的溶液。
我们需要对葡萄糖酸锌的溶液进行浓缩和纯化。
可以通过蒸发溶液中的水分或者使用其他化学方法进行纯化。
最终,我们可以得到纯度较高的葡萄糖酸锌固体。
总结起来,离子交换树脂法是一种制备葡萄糖酸锌的常用方法。
通过选择适当的离子交换树脂,并控制溶液的pH值,可以实现对锌离子的吸附和洗脱。
最后,对葡萄糖酸锌溶液的浓缩和纯化,可以得到所需的葡萄糖酸锌固体。
这种方法具有操作简便、成本较低等优点,因此在实际生产中得到了广泛应用。
希望本文能够对离子交换树脂法制备葡萄糖酸锌有所了解,对相关领域的研究和应用有所帮助。
分子筛催化剂的研究首先,我们将介绍分子筛催化剂的基本原理。
分子筛是一种多孔结构的固体材料,具有规则的孔道结构和大的比表面积。
分子筛催化剂的活性位点通常集中于孔道内壁或孔道口,通过孔道结构可以控制催化反应的活性和选择性。
此外,分子筛催化剂还具有良好的热稳定性和化学稳定性,可以在高温或酸碱条件下进行反应。
其次,我们将讨论分子筛催化剂的制备方法。
目前,常见的分子筛催化剂制备方法包括水热法、离子交换法、溶胶-凝胶法等。
水热法是最常用的制备方法之一,通过在高温和高压条件下反应源材料和模板分子,可以得到具有规则孔道结构的分子筛。
离子交换法则是通过与离子交换树脂进行交换,将离子交换树脂转化为分子筛。
溶胶-凝胶法则是将溶胶中的成分通过凝胶的沉淀形成固态材料,再经过煅烧和孔道开放处理形成分子筛。
接下来,我们将探讨分子筛催化剂在石油加工中的应用研究。
石油加工是分子筛催化剂广泛应用的领域之一、分子筛催化剂可以用于石油加工中的催化裂化、异构化、芳构化等反应。
例如,分子筛催化剂可以将重质石油馏分转化为高辛烷值的汽油,提高石油产品的质量。
此外,分子筛催化剂还可以用于催化裂化废液的再生利用,减少废液的排放和资源浪费。
最后,我们将介绍分子筛催化剂在有机合成和环境保护中的研究进展。
在有机合成领域,分子筛催化剂可以用于合成有机化合物、催化氧化反应等。
分子筛催化剂具有高的活性和选择性,可以有效地催化有机反应。
在环境保护方面,分子筛催化剂可以用于处理废水和废气中的污染物。
例如,分子筛催化剂可以去除废气中的有害物质,并将其转化为无害物质。
综上所述,分子筛催化剂是一类重要的催化剂,在石油加工、有机合成和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
为了进一步提高分子筛催化剂的性能,需要加强对其制备方法和催化机理的研究。
通过深入研究分子筛催化剂的性质和催化机理,可以为其在工业应用中的优化和改进提供参考。
分子筛催化剂的制备与性能调节方法分子筛催化剂是一种广泛应用于化学工业中的重要催化材料。
它具有高活性、高选择性和高稳定性等优点,被广泛用于石油加工、有机合成和环境保护等领域。
本文将从分子筛催化剂的制备方法和性能调节方法两个方面,探讨其制备与应用的相关技术。
分子筛催化剂的制备方法多种多样,常见的有水热法、溶胶-凝胶法、离子交换法等。
水热法是制备分子筛的常见方法之一。
它通过将反应物在高温、高压的条件下与水溶剂反应,形成具有结晶性质的晶体。
这种方法可以控制分子筛的晶型、晶粒大小和孔道结构,以及控制其催化性能。
溶胶-凝胶法是一种利用某种溶液在凝胶状态下保持各成分的分散状态的制备方法。
这种方法可以制备出均匀分布的分子筛催化剂,并且可以调控其孔道结构和晶粒尺寸。
离子交换法是一种利用分子筛的离子交换性能进行制备的方法。
通过将分子筛与某种溶液接触,分子筛中的阳离子被置换成异位阳离子,从而改变分子筛的性质。
这种方法适用于制备具有不同酸碱性的分子筛催化剂。
除了制备方法外,性能调节也是关键的一步。
分子筛催化剂的性能取决于其晶型、晶粒大小、孔道结构和酸碱性等因素。
晶型的选择会影响催化剂的催化活性和选择性。
例如,ZSM-5型分子筛具有较大的微孔和催化剂活性中心,适用于烷烃异构化和芳烃分子间重排反应。
而β型分子筛则具有较大的介孔和孔道结构,适用于液相催化反应。
晶粒大小对催化剂的稳定性和选择性也有重要影响。
较小的晶粒可以提高催化剂的稳定性和抗积碳性能。
孔道结构的调节可以改变催化剂的反应动力学,进而影响催化剂的活性和选择性。
通过调节分子筛的孔道结构可以实现对特定反应的调控。
酸碱性是催化剂活性和选择性的关键指标之一。
通过在制备过程中添加酸碱物质,可以调节分子筛催化剂的酸碱性。
例如,添加酸性物质可以增加酸中心数目,从而提高催化剂的酸性活性。
总结来说,分子筛催化剂的制备和性能调节方法多种多样。
通过选择合适的制备方法和调节性能参数,可以实现对分子筛催化剂的定制制备和调控。
专利名称:一种Zn离子改性沸石分子筛及其制备方法和应用专利类型:发明专利
发明人:张玺,魏渝伟,赵国华
申请号:CN201810707598.6
申请日:20180702
公开号:CN108726531A
公开日:
20181102
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开一种Zn离子改性沸石分子筛及其制备方法和应用,包括沸石主体以及被置换于沸石主体上的Zn离子,其特征是:Zn离子对沸石分子筛上的金属阳离子Na离子进行部分置换,Zn离子占沸石主体上的金属阳离子摩尔含量为70‑90mol%,分布状态为随机替换原有晶体结构中的Na离子,用来平衡铝氧四面体所产生的负电荷;可用于食品级干燥及净化、消毒类产品、触肤类用品的技术领域,作为干燥剂和抑制细菌生长剂。
本发明通方法操作简单,控制变量较少,反应条件温和易控,对设备要求低,易于工业化;这种分子筛使用在湿巾方面,可以提高其抑菌效果,检测抑菌率可以大于70%。
申请人:洛阳建龙微纳新材料股份有限公司
地址:471900 河南省洛阳市偃师市产业集聚区(工业区军民路)
国籍:CN
代理机构:河南广文律师事务所
代理人:王自刚
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专利名称:一种锌硅分子筛的制备方法及应用
专利类型:发明专利
发明人:刘丽影,谢路芳,王哲,王迪,其他发明人请求不公开姓名
申请号:CN202011596291.7
申请日:20201229
公开号:CN112678840A
公开日:
20210420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及一种锌硅分子筛的制备方法,包括如下步骤:S1:将硅源溶液和锌源溶液进行混合,加入强碱溶液调节pH值,搅拌均匀,得到反应液;S2:向步骤S1得到的反应液中加入晶种ETS‑10,装入高压反应釜,进行晶化;S3:将晶化得到的固体进行过滤、洗涤、干燥,得到锌硅分子筛。
本发明的有益效果是:以硅源、锌源为原料,原料选择性宽泛,在不添加模板剂的情况下,采用直接法工艺合成锌硅分子筛,合成工艺简单、操作方便,合成时间大幅度降低,节省了能源。
合成的锌硅分子筛可作为CO气体吸附剂,在一定的吸附温度下吸附CO气体,并可以实现CO与N、CO与CH的分离。
申请人:东北大学
地址:110169 辽宁省沈阳市浑南区创新路195号
国籍:CN
代理机构:北京易捷胜知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人:韩国胜
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专利名称:基于阳离子交换树脂的锌补充剂及制备方法和用途专利类型:发明专利
发明人:胡彩虹,徐勇,夏枚生,姚志通,朱兴一,张红梅
申请号:CN200610053168.4
申请日:20060828
公开号:CN1911448A
公开日:
20070214
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于阳离子交换树脂的锌补充剂及制备方法和用途。
它是一种含活性锌的阳离子交换树脂,按重量百分比计,锌在阳离子交换树脂中的含量为1.5~10%。
其制备方法是采用锌盐与阳离子交换树脂的吸附、离子交换反应,经过滤、干燥、粉碎制成含活性锌的阳离子交换树脂。
由于离子交换树脂是一种性能优良的控缓释载体,对所负载的锌具有控缓释作用,从而大大提高了锌的吸收利用率。
本发明所制得的基于阳离子交换树脂的锌补充剂可作为饲料添加剂应用于畜禽、水产动物、牛、羊等的补锌;也可用于制备人类口服补锌和通过给药治疗性的锌来治疗人类疾病的保健品和药物,适用范围广泛。
申请人:浙江大学
地址:310027 浙江省杭州市浙大路38号
国籍:CN
代理机构:杭州求是专利事务所有限公司
代理人:张法高
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离子交换法制备一种含锌分子筛摘要:通过水热法合成了4A分子筛,考察原料配比和反应条件对分子筛纯度和晶粒大小的影响。
在此基础上,再采用离子交换法制备了一种含锌的A型分子筛,确定了锌含量随晶粒大小和反应温度与时间的变化规律。
关键词:离子交换,锌,催化,1前言过渡金属元素由于不饱和的d或f轨道,能够与许多含氮,氧,硫,磷的有机物配位,生成各种金属配合物,从而在许多有机反应中显示的较强的催化能力。
目前,研究得比较多的过渡金属元素有铁,钒,镍,铜,锌等。
铁元素对于费托合成反应具有较佳的活性。
钒元素常常应用于脱硫脱硝领域。
镍元素广泛应用于催化加氢脱氢。
铜元素在一氧化碳氧化方面作用显著。
锌元素尤其是锌离子往往在加成取代反应中催化性能优异。
马丹等人曾报道了醋酸锌能催化2,4-二氨基甲苯与碳酸二甲酯反应生成2,4-甲苯二氨基甲酸的反应1。
二价的锌离子在氨基甲酸甲酯和甲醇生成碳酸二甲酯的反应中也具有较好的催化性能2。
侯巩报道了以醋酸锌为催化剂,以对苯二甲酸二甲酯(DMT)与1,3-丙二醇(PDO)为原料,采用酯交换、缩聚反应路线合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)3。
虽然锌离子在这些反应中展示了不错的活性,但是它是一种均相催化剂,溶解到了反应体系中,这个后续的催化剂分离带来了巨大困难。
为了保留这些过渡金属元素的催化活性,同时又方便反应后催化剂的分离。
人们开展了大量的均相催化剂的非均相化研究。
常见的将催化剂非均相化的方法有浸渍法,嫁接法和离子交换法。
其中离子交换法由于具有合成工艺简单,制得的催化剂性能稳定等诸多优点而被广泛采用。
离子交换法的原理是采用一种离子交换剂为载体,将其加入到含有过渡金属离子的溶液中去,反应过程是金属离子扩散到交换剂表面,而交换剂表面的离子扩散到溶液中去,从而得到一种高分散,均匀分布的金属离子催化剂。
离子交换剂可以分为有机聚合物交换剂和无机交换剂两大类。
有机交换剂具有化学稳定性好,耐酸碱,但其耐磨性差,机械强度低,而且热稳定性不好。
无机交换剂的优缺点与有机交换剂的相反,实际应用中二者互为补充。
有机离子交换机以苯乙烯和二乙烯基苯为主要原料共聚而得的树脂为典型代表,有阴离子树脂,阳离子两大类。
无机交换剂以沸石分子筛为典型代表。
本工作采用一种沸石分子筛为离子交换剂与锌盐进行离子交换来生产一种含锌的分子筛材料,实现锌元素的非均相化。
沸石分子筛是一种以TO4四面体为基本结构单元,用氧原子桥连而成的无机化合物。
T 原子主要是硅和铝,也可以是其他杂原子,比如磷,钒,铁,钛,镓等等。
在硅铝分子筛的四面体连接时,它遵循以下规律:一是四面体中的每个氧原子都是由两个T原子共用;二是相邻的两个四面体之间只能用一个氧原子;三是两个铝氧四面体不直接相连,必须要通过硅氧四面体,这也就是说沸石分子筛中硅铝之比不能小于1。
由于以上原则,又由于铝只有正三价,在与四个氧相连接时,需要一个正一价的阳离子来平衡。
在用水热法合成的沸石中,这个阳离子一般是钾和钠。
由于钾和钠比较容易溶剂化,溶解到溶液中,因此可以通过离子交换法,用其他阳离子把钾和钠交换出来。
本工作的研究内容就是采用离子交换法,用氯化锌与沸石分子筛中的一种——A分子筛进行交换来将锌离子非均相化,得到含锌的分子筛。
之所以选择A分子筛,是因为人们对它已经进行了大量研究,积累了许多与相关的合成经验和知识,但是再将它与锌盐进行离子交换,制得含锌A 型分子筛的相关研究报道很少4-9。
而且它是晶体理论硅铝比为1的分子筛之一,意味着它的离子交换容量比较大10。
本工作的具体内容是首先通过水热法制得4a 分子筛,考察原料配比,合成温度和时间对其晶粒大小,晶型纯度的影响。
然后再将其与氯化锌的水溶液离子交换,考察晶粒大小,溶液pH 值以及温度时间对交换程度的影响。
以期制备高纯度,高锌含量的A 型沸石分子筛。
2实验2.1原料:硅酸钠,铝酸钠,去离子水,氢氧化钠2.2 表征:晶体粉末衍射,等离子体元素分析2.3实验过程:将一定量的水玻璃用蒸馏水稀释,制成溶液A 。
将一定量的铝酸钠溶于水溶液中,制成溶液B 。
将溶液A 和溶液B 混合,加入一定量的氢氧化钠溶液调节其碱度,然后搅拌直到生成白色均匀的凝胶,其组成可以看成为 (Na 2O),(A12O 3),(SiO 2),(H 2O)的混合物。
搅拌均匀后装入不锈钢高压反应釜中,于一定温度下晶化一段时间。
所得产物用蒸馏水洗涤至pH<9,并在6O ℃下烘干。
将制得的钠型的4A 分子筛放入氯化锌溶液中,再将溶液倒入反应釜。
在一定温度下反应一段时间。
将其取出后,再用去离子水洗涤至洗涤液中无锌离子,然后烘干。
测定分子筛的锌含量。
3结果与讨论3.1反应原料配比对A 型分子筛生成的影响。
我们进行了分子筛的合成实验。
为了得到纯净的A 分子筛,我们首先考察了反应配比对反应产物晶型的影响。
也就是(Na 2O),(A12O 3),(SiO 2),(H 2O)之间比例的影响。
前人已经报道过,在某些配比下,反应产物不是A 型分子筛,而是p 型或X 型分子筛11。
Al 2O 3图1 原料配比的影响。
反应条件:水含量80-98%,温度100oC ,时间3h.实验结果表明,当原料中碱含量即Na 2O 含量较高时,容易生成P 型分子筛,当A12O 3含量较高时容易生成X 型分子筛。
只有在SiO 2含量较高时,反应产物是纯净的A 型分子筛(见图1)。
3.2反应温度和时间对A 型分子筛晶粒大小的影响。
我们还发现分子筛晶粒的大小与反应条件密切相关。
如图2(A )所示,随着反应温度的升高,晶粒直径由小变大,在100度时达到最大值2.4微米,但随着温度的进一步升高而减小。
这可能是由于较低温度时,晶化速度随温度升高而加快,所以晶粒大小随温度升高而增加。
但是在过高的温度下,晶化反应速度过快,大量的细小晶粒在同一时间生成,反而造成晶粒变小。
图2(B )说明随着反应时间的延长,分子筛晶粒逐渐变大。
这是由于晶粒在反应温度下逐渐长大。
晶粒直径 (微米)温度 (o C)时间 (h)图2 反应条件对晶粒大小的影响。
反应条件:A :反应时间为5h ,原料配比为(Na 2O),(A12O 3),(SiO 2),(H 2O)=1:2:4:150B :反应温度是100 oC ,原料配比是(Na 2O),(A12O 3),(SiO2),(H 2O)=1:2:4:150 3.3分子筛晶粒大小对其与氯化锌离子交换能力的影响。
在合成了指定的分子筛之后,我们将所得到的分子筛与氯化锌的水溶液进行离子交换。
首先我们考察晶粒大小的影响。
锌含量(m g /g )晶粒大小(微米)图3 分子筛晶粒大小对产物锌含量的影响。
反应条件:160 o C ,10h随着分子筛晶粒的增加,产物锌含量在逐渐减小。
这应当是由于晶粒较小时,具有较大的比表面积,因此更容易与溶液中的水发生离子交换,而当晶粒增大后,溶液扩散到晶粒内表面的难度加大,速度变慢,因此相同条件下,离子交换的程度较小,最终导致产物的锌含量减小。
3.4离子交换反应条件对产物锌含量的影响。
离子交换程度随反应温度和时间的变化规律如图4所示。
随着温度的升高和时间的延长,离子交换程度逐渐升高,最终到达一个极限值约为100mg/g 。
这已经接近分子筛(分子式可以写为NaSiAlO 4)钠离子完全交换后锌含量的理论值。
锌含量(m g /g )时间 (h)温度 (oC)图4 离子交换条件对锌含量的影响。
4结论通过水热法和离子交换,采用晶化反应釜合成了一种含锌A 型分子筛。
研究结果表明只有在硅含量比较高时,才能得到比较纯净的4A 型分子筛。
其晶粒大小会影响到离子交换程度,较小的晶粒有利于离子交换。
交换反应温度在较高温度和较长时间时对交换程度不再产生影响,此时锌含量接近最高理论值。
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