[发明专利]一种钙离子选择性分子筛的制备方法及其除垢应用

摘要

本发明提供一种钙离子选择性分子筛的制备方法及其除垢应用；该分子筛的制备采用两步连续水热晶化法，将硅源和铝源在氢氧化钠溶液的作用下，首先形成硅铝酸盐溶胶，在密封条件下60～90℃水热晶化0.5～1h；再添加脂肪族烷基胺作为结构导向剂，调节溶液的pH值到8～13，然后在130～150℃下水热晶化24～72h后，经过滤、洗涤、高温焙烧制得分子筛。该法制备的分子筛除立方晶粒外，还含有大量的片状和针状晶体，具有较高的钙离子吸附容量、吸附速率可达传统4A分子筛的2.86倍；制得的分子筛用于地热水除垢领域，可有效防止换热设备结垢并可作为地热水防垢系统中地热水预处理除垢的有效措施。

主权项

一种钙离子选择性分子筛的制备方法，其特征在于：采用两步连续水热晶化法制备钙离子选择性分子筛，包括如下步骤：(1)配置0.1～0.2mol/L的氢氧化钠溶液，按体积比(7/13～9/11)分成两份溶液1和溶液2待用；将无机硅源加入盛有溶液1中，在水浴中搅拌使其形成溶胶；然后将铝源加入溶液2中，充分搅拌使其溶解，形成碱性偏铝酸钠溶液；将脂肪族烷基铵加入0～3.33mol/L的NaOH溶液中溶解，充分搅拌1～2h；(2)在室温下，将上述溶液1形成溶胶的加入上述制备的溶液2形成的碱性偏铝酸钠溶液中，充分搅拌；各物质的加入量按照以下摩尔比：(3～4)Na₂O:(0.52～1)Al₂O₃:SiO₂:(100～120)H₂O，形成溶胶，然后移入可密封的广口瓶中，置于60～90℃水浴中静止晶化0.5～2h，得到晶种溶胶；(3)在步骤（2）得到的晶种溶胶中，加入脂肪族烷基铵溶液，在60～80℃下搅拌0.5～2h，其组成为：(3～4)Na₂O:(0.52～1)Al₂O₃:SiO₂:(0.3～0.5)脂肪族烷基铵:(130～160)H₂O；然后用(30～50)wt%的H₂SO₄溶液调节溶液的pH值为9～13，得到乳白色溶胶；(4)将上述乳白色溶胶，置于120～150℃的烘箱中水热晶化24～72h，取出冷却后，用去离子水过滤、洗涤至溶液pH值<9.0，将滤饼置于100℃烘箱中干燥12h；再置于马弗炉中，以2°/min的升温速率升至400～600℃，在该温度下焙烧3～5h后，取出得钙离子选择性分子筛。