全微波法快速节能合成Ln-4A沸石分子筛及表征ppt课件

1、全微波法快速节能合成Ln4A沸石分子筛及表征麦灏昕指点教师：张迈生副教授 一、前言 由于三聚磷酸钠STPP 作为洗涤剂的助剂会引起严重的环境问题，如今公认4A沸石分子筛是良好的替代品。一4A沸石合成的开展现状w常规合成步骤：1、高温活化800850 ，2h2、结晶阶段90左右 ，6h3、晶体导向剂全合成法合成4A沸石 w优缺陷：优点：结晶时间容易控制，外界条件动摇影响不大；缺陷：时间太长，耗能耗时，操作复杂。二研讨的目的意义w越来越多的研讨阐明，运用微波作为反响手段能大大加速化学反响速度，因此，在能源短缺的今天，用全微波法替代传统水热法合成4A沸石非常重要w用全微波法更快速节能合成4A沸石w掺

2、入稀土离子作为导向剂替代传统的导向剂w研讨掺入稀土离子对结晶度和结晶速度的影响w研讨掺入不同稀土离子对结晶度和结晶速度的影响二、全微波法合成4A沸石分子筛一原料微波活化的高岭土NaOH固体无水Na2SO4固体 Gd(NO3)3固体 Ycl3固体CeNO33固体 稀土离子的配比w用锥形瓶A按上述比例，改动稀土离子的用量，粗略合成，用XRD检测结晶度w由图可见，掺入Y3离子的物质的量在0.09mmol1.1mmol最适宜 0.20.40.60.81.0240026002800300032003400结 晶 度掺 入 Y离 子 的 体 积 （ m l ）二合成步骤4g活化高岭土 Na2SO4 蒸馏水

3、 充分搅拌 0.1mmol稀土离子 NaOH 蒸馏水 充分搅拌 微波加热 改动微波加热时间，研讨不同的加热时间对结晶度的影响掺入不同的稀土离子，研讨稀土离子对结晶速度，结晶度的影响三、性质表征XRDIRSEM钙离子交换才干一XRDw本实验采用日本理学D/MAX-3B型X射线衍射仪测试样品得到微波作用不同时间的样品的X衍射峰，扫描角度为2540 1、4A沸石分子筛规范图谱2、Y系列固定用锥形瓶B，微波加热时间分别取60min，61min，62min，63min，65min。不掺稀土反复上述实验，微波加热时间分别取62min，63min，65minXRD图谱结果如下：Y系列XRD检测结果 掺入重稀

4、土离子的结晶速度比不掺稀土的样品稍快 对比掺重稀土和不掺稀土离子样品的最正确晶型，掺入稀土离子显著提高结晶度3、Gd系列固定用锥形瓶C，微波加热时间分别取40min，43min，46min，49min，53min。不掺稀土反复上述实验，微波加热时间取46min掺Y反复实验，微波加热时间取46min，51min，53minXRD图谱结果如下：Gd系列XRD检测结果掺Gd的样品结晶度比微波加热一样时间不掺稀土离子样品的结晶度好掺Gd的样品结晶速度比掺Y样品的结晶速度快掺Gd的样品的最正确结晶度和掺Y样品的最正确结晶度相当4、Ce系列固定用锥形瓶C，微波加热时间分别取25min，30min，33mi

5、n，35min，40min。XRD图谱结果如下：Ce系列XRD检测结果结晶速度明显比Y系列和Gd系列快最正确结晶度与两个系列相当最正确结晶时间范围比两个系列宽二IR检测IR检测用Nicolet 5DX型红外光谱仪，KBr压片法。4A沸石在1000300cm1处有四个特征峰，晶型越好，特征峰越明显 检测证明，样品B4，C3，C9，C13的特征峰比较明显三SEM检测SEM用Hitachi S520型扫描电子显微镜测定晶体形貌 SEM检测结果4A沸石晶体形貌是立方体型，加热时间过短程絮状，加热时间过长程溶解状不掺稀土离子的样品的晶型程不规那么外形4A沸石在结晶过程中出现球形过渡态Ce系列四钙离子交换

6、才干QB1768-93 与XRD结果比较，进一步验证XRD结论五总结四、结果讨论微波合成能提高反响速度，高效节能掺入稀土离子作为导向剂能促进反响进展，提高结晶度掺入稀土离子以0.1mmol为宜掺入的稀土离子随着原子系数减少，样品最正确结晶时间缩短，最正确结晶时间范围添加反响方程在不掺稀土离子时，反响方程如下：2 A l 2 O 3 S i O 2 + 4 N a O H + H 2 O 2Na2OAl2O32SiO2 4.5H2O掺入稀土离子时，稀土离子发生如下反响：x L n 2 ( S O 4 ) 3 + y N a 2 S O 4 + z H 2 O xLn2(SO4)3yNa2SO4z

7、H2Ox,y,z通常是1，1，2或1，1，4复盐xLn2(SO4)3yNa2SO4zH2O不溶于过量的Na2SO4，但在NaOH作用下那么会转化为氢氧化物。Ln2(SO4)3Na2SO4+6NaOH 2Ln(OH)3 +4Na2SO4 五、结论本实验初次在微波场作用下合成了LnCe3、Gd3、Y34A沸石。本实验证明了全微波合成比常规水热法快速节能 本实验证明了掺入稀土离子能提高反响速度，提高结晶度 五、结论本实验提出掺入轻、中、重稀土离子对结晶情况的影响：结晶速度随着稀土离子原子系数的减少而添加，最正确结晶时间范围随着稀土离子原子系数减少而添加 本实验发现了微波场中在不同锥形瓶中结晶时间不同发现了在不同锥形瓶中结晶时间