沸石水熱合成

這種方法使用的原料是堿、氧化鋁、氧化硅和水。堿原料可以是氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰、氧化鈣等,也可以是混合堿。氧化鋁原料是各種氫氧化鋁,如三水鋁石、三羥鋁石,還有一些鋁鹽,如硫酸鋁、三氧化鋁和廢金屬鋁等。氧化硅原料可以是水玻璃、硅酸、硅溶膠、鹵代硅烷和各種活性無定形硅石,現以合成A型分子篩為例,說明生產分子篩的一般過程。首先將水玻璃加水稀釋,利用沉降法除去其中的雜質,同時將固體氫氧化鋁和液堿加熱(100℃以上)攪拌制成偏鋁酸鈉溶液。然后將稀釋的水玻璃和偏鋁酸鈉溶液混合,在室溫至60℃范圍內加熱攪拌制成硅鋁凝膠。將硅鋁凝膠置入反應釜中,利用蒸氣加熱至100℃左右,Zeolite即可自凝膠中結晶出來。

由于沸石是在過量堿的情況下結晶出來的,在晶粒上必然附著大量的氫氧化物,因此必須將其洗滌,否則影響沸石的性能。為此,要用60~80℃的水進行反復洗滌,至pH值達到9左右為止。洗滌后的沸石再用金屬鹽溶液進行離子交換。經上述步驟制成的沸石,是一種沸石的白色粉末,還不能在工業上直接使用,還需要加入一定量的黏合劑,經捏合和滾壓摻和后,用成型機成型。再將成型后的分子篩在一定的溫度下烘干,然后在450~600℃左右的溫度下灼燒活化,即制成適于工業應用的A型分子篩。A型分子篩的生產工藝使用高活性的溶液,因而生成沸石的純度較高。