[发明专利]一种Zn离子改性沸石分子筛及其制备方法和应用

说明书

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Zn²⁺离子，其特征是：Zn²⁺离子对沸石分子筛上的金属阳离子Na⁺离子进行部分置换，Zn²⁺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%。

技术领域

本发明涉及对结晶硅酸盐材料改性，尤其涉及制备一种Zn离子改性沸石分子筛及其制备方法和应用。

背景技术

传统的分子筛是一种含Na具有空间网络结构的结晶硅铝酸盐材料，主要包括A型或者X型，具有优异的选择性吸附能力和离子载体等性能。分子筛凭借其质量一致、性能稳定、粒度可控、结晶度高、热稳定性好等特点，可以很好的用在分子选择性吸附领域（水，NH₃、H₂S、SO₂、CO₂、C₂H₅OH、C₂H₆、C₂H₄等）。同时，优异的热稳定性、分散性，无污染，对人体无毒害、无刺激等特点使其更广泛的应用在化工领域、材料领域、日常生活中。

随着分子筛的研究不断加深，人们利用离子交换的手段对普通分子筛进行改性，得到分子筛。最常见的就是通过Ca²⁺和K⁺ 离子交换，将4A普通分子筛改性成5A和3A分子筛。通过对分子筛的改性而得到的分子筛实现了性能的改进和提升，从而可以将其拓宽到更多的应用领域中。

但是，在已有的报道中，通过离子交换对分子筛进行改性常常用到的是Ca²⁺、K⁺、Li⁺、Ag⁺、Sr²⁺等金属阳离子，通过利用过渡金属Zn²⁺对普通分子筛进行离子交换改性的研究从未报道过。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种Zn离子改性沸石分子筛，以及其制备方法和应用。该方法是在简单的反应条件下通过离子交换手段，实现了对普通沸石分子筛的改性，实现了一种分子筛的可控合成。同时，反应条件简单，易于工业化生产。Zn²⁺凭借优异的离子载体、抗菌等性能被广泛的应用于诸多领域。基于沸石分子筛的重要性能-离子交换性质，通过利用水溶液离子交换法，成功的将Zn²⁺替换沸石分子筛框架结构中的平衡电荷阳离子，从而将Zn²⁺所具有的优异化学性能引入到分子筛中，完成性能优化改进。这种通过Zn离子改性的沸石分子筛在原有吸附性的基础上意外的增添了一定的离子载体、抑菌等性能。这种独特的抑菌性吸附分子筛可以很好的应用在食品级干燥及净化领域、呼吸类护具、消毒类产品、触肤类用品、医疗设备保存装置等领域。这些用途是绝大多数分子筛所不具备，因而Zn离子改性沸石分子筛极大的拓宽了沸石分子筛的应用领域。

本发明提供的一种Zn离子改性沸石分子筛，包括沸石主体以及被置换于沸石主体上的Zn²⁺离子，其中， Zn²⁺离子对沸石分子筛上的金属阳离子Na⁺离子进行部分置换，Zn²⁺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。