Способ модифицирования цеолитов Советский патент 1981 года по МПК C01B39/02 

(54) СПОСОБ МОдаФИКАЦИИ ЦЕОЛИТОВ

Изобретение относится к способам модификации цеолитов путем ионного обмена и может быть использовано в адсорбционной технике, особенно когда по условиям эксплуатации адсорбционные процессы осуществляются .в агрессивных средах. Известен способ модификации цеоли тов путем ионного обмена включающий обработку исходных цеолитов растворами солей соответствующих металлов, например, лития и кальция. Обменные катионы, являющиеся активными центрами адсорбции, в значительной степени определяют специфические взаимодействия при адсорбции молекул разного строения и электронной структуры, обеспечивают получения ионнообменных форм с более высокой, по сравнению с исходными цеолитами, устойчивостью в кислых средах 1. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб модификации цеолитов ионами магния и цезия путем ионного обмена, включающий Ьбработку исходных натрие вых или калиевых форм цеолитов водными растворами, содержащими ионы магния или цезия. Полученные образцы .подвергают промывке-и высушиванию 2 Получаемые по этому способу ионообменные формы цеолитов характеризуются низкой кислотоустойчивостью. Это обусловлено тем, что указанные ионообменные формы цеолитов при эксплуатации в кислой среде декатионируются, причем цеолиты типа А после декатионирования свыше 10%, а цеолиты типа X свыше 30% совершенно разрушаются с образованием гелей. ВысонокремнеземныЪ цеолиты при декатионировании еще сохраняют свою кристаллическую структуру, переходя в Н-формы, но их адсорбционная емкость по двуокиси углерода при этом резко снижается. Целью изобретения является повышение кислотоустойчивости цеолитов и увеличения адсорбционной емкости по двуокиси углерода. Поставленная цель достигается teM, что в способе модификации цеолитов обработку исходного цеолита осущестйляют раствором соли титана в метиловом спирте при рН 1,0-1,5. Пример. Для модификации в качестве исходных форм взяты представители разных типов цеолитов, как мсшокремнеземных (NaA и NaX), так и высококремнеземных ) , состава: NaA - 0,98-Na20-Ae203-2,OSiO2nHiO NaX - 0,95-NaiO-Ае2,0з. 3,08102пН О NaKrf-- 0,51- K2.O-0,49Na2..O5 K7,OSi02-nH.O о Цеолиты прокаливают при 400 С в течение 3 ч и в количествах по 20 г обрабатывают 370 мл (NaA), 280 мл NaX) и 105 мл (NaKtfL) 0,1.н. растора четыреххлористого титана квали икации в метиловом спирте. I приготовленных растворов доводят аствором аммиака до 1,25. Ионный обмен ведут при постоянно перемешивании на магнитной мешалке при 25с. Обработку цеолитов проводят многократно, используя каждый раз новый раствор. Продолжительность одной обработки составляет 45 мин. Степень обмена натрия на титан определяют с помощью химического анализа равновесных растворов. Обработ ку исходных цеолитов ведут до степеней обмена 1- После этого цеолиты отфильтровывают и промывают метиловым спиртом до отрицательной реакции на С6Т . Приготовленные цеол ты высушивают при 105°С. Сохранность цеолитной кристаллической структуры модифицированных цеолитов анализируют рентгенографически. Установлено, что цеолиты сохраняют свою кристаллическую структуру. Проведена сравнительная оценка адсорбционных свойств и кислотоустойчивости известных цеолитов и титансодержащих ионообменных форм, синтезированных согласно изобретению. Опыты i поставлены в идентичных условиях для каждого цеолита. Адсорбционные свойства проверялись по адсорбции углекислого газа. Адсорбцию проводят в статических условиях на вакуумной адсорбционной установке с весами Мак-Бена. Температура десорбции 120°С, давление СОя - 4 мм рт.ст., температура адсорбции 20 С. Кислотную обработку цеолитов проводят 0,05 н. НСЕ в течение 30 мин при и отношении Т:Ж 1:100. Влияние действия на цеолиты растворов кислоты прослеживают по изменениям адсорбции двуокиси углерода и степени декатионирования. Сравнительные данные по адсорбционным свойствам и кислотоустойчивости исходных цеолитов и цеолитов, модифицированных по предлагаемому и известному способам, представлены в таблице.