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高效低钠ReY型分子筛的合成与应用

作　者: 王素莉
导　师: 李惠萍
学　校: 郑州大学
专　业: 化学工艺
关键词: NaY分子筛离子交换氯化稀土氯化铵 ReY型分子筛
分类号: O643.36
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
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内容摘要

Y型分子筛硅铝比高,具有均匀规整的分子大小的孔道结构和巨大的表面积,因而具有独特的吸附催化性能和良好的热稳定性。ReY型分子筛是将稀土元素负载到NaY分子筛中,降低了钠含量具有更高的活性,可用作高效吸附剂或催化剂。工业上使用的高档油品如抗燃油、航空调速油等由于油品本身及工作条件和环境的原因,使用中极易出现油质劣化造成油品的色泽加深、酸值升高、水分增加、电阻率下降等。油质的劣化不但降低了抗燃油的使用寿命,造成系统及元件的故障,严重时还将危及系统的安全运行,而且更换系统用油还将大大增加成本。本课题任务来源于中国铝业公司科技发展基金项目“高效复合Re-吸附剂的开发应用”,旨在采用新的合成工艺,开发一种新型高效的稀土元素负载的Y型分子筛-ReY型分子筛,用于劣化抗燃油的净化再生,对于提高抗燃油系统运行的可靠性,降低生产成本将会产生重大的经济效益和社会效益。关于稀土元素负载的Y型分子筛并将分子筛中钠含量降到0.2%以下的研究还未见有报道。首先采用组成不同、陈化时间不同的导向剂,水热法合成了NaY型分子筛,通过BET及XRD技术分析表征了其比表面积和结晶度。结果表明导向剂的组成及陈化时间对合成NaY型分子筛的结晶及性能都有较大影响。同时采用单因素设计方法确定了NaY型分子筛的最佳合成工艺条件:导向剂的组成为16Na₂O:1Al₂O₃:15SiO₂:300H₂O,陈化48h,溶胶在50℃下老化2h,105℃下晶化48h,在此条件下合成的钠型分子筛比表面积为712 m²·g^-1、结晶度92%,钠含量13.8%。其次,通过稀土盐及铵盐两个阶段的离子交换过程来修饰合成的NaY。通过单因素法考察了第一阶段氯化稀土加入量、交换时间、交换温度、洗涤水用量以及焙烧对离子交换的影响,获得较佳的交换条件。在优化条件下依次交换使钠含量从13.8%降为1.08%;通过正交试验设计方法考察了第二阶段各因素的影响,将1.08%钠含量的ReY型分子筛分别与氯化铵、氟硅酸铵两种交换剂进行深度离子交换,最终将钠含量降到了0.2%以下。最后,通过测定抗燃油电导率及酸值对本文合成的0.18%钠含量的ReY型分子筛进行了吸附性能的研究和评价。结果表明,当吸附剂用量为抗燃油的10%,可将来自中国长城铝业公司的劣化抗燃油的电阻率由2.6×10⁹Ω·cm升到1.2×10¹²Ω·cm、酸值由0.40mg（KOH）·g^-1降为0.04mg（KOH）·g^-1、颜色由深红色变为淡黄色,与新的抗燃油接近,吸附效果优于其他抗燃油吸附剂。本文制备的低钠ReY型分子筛具有高吸附性能,相关研究可为低钠ReY型子筛的工业化生产与应用提供技术支持和理论基础。

高效低钠ReY型分子筛的合成与应用

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