[发明专利]一种NaY分子筛脱钠方法

说明书

技术领域

本发明属于分子筛催化材料领域，具体地说是一种电场作用下NaY分子筛 在电极上富集脱钠的方法。

背景技术

分子筛是一类结晶型的硅铝酸盐，具有特殊的孔道结构，极高的比表面积 和良好的热稳定性。分子筛作为一种性能优良的固体酸，在许多酸性催化反应 中表现出了很高的活性和选择性，被广泛应用于石油化工领域。Y型分子筛作 为其中重要的一种，在催化裂化反应中发挥着基础性的作用。Y型分子筛在含 钠的硅铝酸晶化体系中合成，以钠正离子所带的正电荷中和硅氧四面体和铝氧 四面体骨架所带的负电荷。故本身不带有酸性。为了得到催化反应所需要的酸 性，必须将其中的Na脱除。另外一个脱钠的原因是Na含量对沸石的活性和热 稳定性有很大的影响。Na含量的降低可以显著提高分子筛的反应活性。且分子 筛的热稳定性随Na含量的降低而提高，在超稳化过程中较少的Na含量有利于 骨架脱铝和晶胞的收缩。

传统的制备方法中，可以通过将分子筛与铵盐或稀土金属盐溶液离子交换 的方法脱钠。方法具体为：将NaY分子筛，铵盐和水按照一定的比例混合打浆， 调节pH为酸性，温度控制为65～95℃，交换0.5～2小时后200～600℃高温 焙烧。该交换-焙烧过程根据需要重复2-4次。焙烧可以促进分子筛中所含的Na⁺由交换困难的六角柱笼迁入容易交换的八面沸石笼和β笼，使其脱除完全。NaY 的合成环境是碱性的，其浆液也为碱性，但离子交换通常在酸性条件下进行， 一般使用铵盐和稀酸调节体系的酸碱性，操作复杂且造成大量化学试剂的消耗， 并且在焙烧过程消耗大量的能量，产生大量高浓度氨氮废水，必须经过处理才 可达标排放。然而，目前尚没有一种方法能实用高效地处理含氮废水，因此传 统的氨交换NaY脱钠方法面临着巨大的成本和环保压力。鉴于Y型分子筛的巨 大用量，迫切需要开发绿色、低能耗的NaY脱钠方法。

中国专利(CN1911513A)采用NaY分子筛与水，无机氨盐混合打浆，并 使用碱性溶液调节体系pH至9～12，65～90℃交换的方法，一次交换后钠含 量降到5％以下。此方法可避免反复调节体系的酸碱性。但其操作过程依然十分 复杂，且需要消耗大量的试剂，氨氮废水排放问题仍无法解决。

中国专利(CN10570334A)采用离子交换树脂改性NaY分子筛的方法，分 子筛浆液和树脂分置与两个反应室中，利用浓度差的推动实现离子交换。此方 法能在一定程度上缓解氨盐法的后续处理问题，但其脱钠程度有限，后续仍需 借助铵盐交换以达到更佳的交换效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NaY分子筛脱钠方法，具体是在电场作用下实 现NaY的直接脱钠，具有环境友好、过程简单、成本低的特点。

本发明的目的是这样实现的：将工业NaY分子筛与水混合配制固含量重量 为0.5～5％的NaY分子筛浆液；将一对电极置于配制的分子筛浆液中，控制NaY 分子筛∶电极重量比在2～20∶1；将电极分别与直流稳压电源正负极连接并向 电极施加10～70伏电压，在搅拌下通电处理NaY分子筛浆液0.5～3小时；断 电后，将富集在阳极电极上的分子筛收集，得到Na脱除率10～51％的Y型分 子筛；重复上述步骤，对所得脱Na的Y型分子筛进行再脱Na处理，得到Na 含量较低的Y型分子筛。

所述电极要求具有高的水电解电势，优选碳纤维布。

本发明一次操作可以使得分子筛中Na₂O含量从～12％(重量)降到7％(重 量)以下。重复三次后Na₂O含量可以降到1％(重量)以下。

本发明与现有离子交换技术相比，具有以下显著优点：

(1)无需加入化学试剂，也不需要反复调节体系的酸碱性。

(2)节约大量试剂，避免大量氮氨废物的污染。

(3)分子筛不需要中间焙烧，节约大量能源。

(4)方法简单易行。

附图说明

图1为本发明实施例样品6A分子筛的XRD图

图2为本发明实施例样品6A分子筛的SEM图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的阐述，所有实施例均按上述技术方案 的操作条件进行操作，其目的是为更好的理解本发明的内容；因此所举之例并 不限制本发明的保护范围。