有水熱合成、水熱轉化和離子交換等法:
?、佟∷疅岷铣煞ā∮糜谥迫〖兌容^高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水?分子篩玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當比例混合,在熱壓釜中加熱一定時間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:
工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變終產(chǎn)品的結構,如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。
?、凇∷疅徂D化法 在過量堿存在時,使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉變?yōu)楹兴桕栯x子的分子篩,通式如下:
式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽離子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為?中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序為Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結果:交換度,即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分數(shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當量數(shù);交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質量百分數(shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進行催化劑的活化。
干燥技術
微波干燥技術解決了傳統(tǒng)干燥分子篩中干燥速度緩慢,能量損耗大,產(chǎn)品品質差的問題,具體表現(xiàn)在:
1、微波干燥分子篩速度快 , 一般幾分鐘就可達到微波干燥目的;
2、微波干燥分子篩均勻,實現(xiàn)深度干燥,產(chǎn)品品質好;
3、靜態(tài)干燥,不燒帶,粉塵少;
4、非接觸式干燥,避免了對分子篩的污染;
5、微波干燥分子篩工藝安全、節(jié)能、環(huán)保 使用電能,內(nèi)外同時干燥,比電熱干燥節(jié)能50%以上;
6、縮短生產(chǎn)周期,的減少生產(chǎn)流動資金占用;
7、微波干燥設備箱體溫度在40℃以下,改善工人工作環(huán)境;
8、設備操作簡單方便。
分子篩產(chǎn)品屬于一種無機非金屬材料,廣泛應用于氣體分離與凈化、富氧燃燒、催化脫硝、核廢水處理、鹽堿地土壤治理和重金屬污染土壤修復等領域,是一種能夠實現(xiàn)節(jié)能減排、環(huán)境治理與生態(tài)修復作用的材料,按《關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》、《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020)》、《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》、《國家支持的高新技術領域》和《當前發(fā)展的高技術產(chǎn)業(yè)化領域指南》(2011年度)等國家政策文件,分子篩行業(yè)可歸類為新材料領域的無機非金屬材料行業(yè)。
長期以來,國際分子篩廠商憑借在分子篩研發(fā)、生產(chǎn)和應用技術以及資金優(yōu)勢,通過兼并重組,逐漸形成了對分子篩行業(yè)的寡頭壟斷,主導著全球分子篩的市場,攫取高額利潤。
在國內(nèi)分子篩吸附劑領域,市場國際化程度高,市場競爭激烈。大部分企業(yè)系民營企業(yè)且規(guī)模較小,年產(chǎn)萬噸級以上的成型分子篩企業(yè)較少。隨著環(huán)保政策的嚴厲執(zhí)行,部分分子篩原粉企業(yè)因為環(huán)保壓力加大、生產(chǎn)成本上升等因素逐漸退出市場。國內(nèi)低端成型分子篩市場充分競爭;中成型分子篩市場,國際大型分子篩企業(yè)憑借品牌和技術優(yōu)勢仍然具有很強的競爭力。面對國際大型分子篩企業(yè)的競爭,國內(nèi)成型分子篩企業(yè)需要擁有良好的技術創(chuàng)新能力和較大的生產(chǎn)規(guī)模來應對。
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