[发明专利]一种纳米分子筛的成型方法

说明书

本发明涉及分子筛的成型领域，具体是一种纳米分子筛的成型方法。包括以下步骤：（1）将纳米分子筛原粉和胶粘剂混合均匀；（2）将颗粒置于转盘式滚球机中，按照滚球成型的方法滚成母球；待球形体生长至所需大小，开始逐渐加入水泥粉体和水，使球体继续长大至所需直径，即可停止加料；将制备好的球形纳米分子筛在室温下干燥12小时，得到产品；通过筛分，抛光得到所需尺寸的球形纳米分子筛成型体。本发明为解决纳米分子筛成型所需粘结剂过多，成型后性能大幅度降低的难题，本发明方法先将纳米分子筛球体制备成球型内核，再以高强度的水泥类材料外壳包裹，从而在使用较少粘结剂的情况下得到较好机械强度的成型纳米分子筛。

技术领域

本发明涉及分子筛的成型领域，具体是一种纳米分子筛的成型方法。

背景技术

人工合成的分子筛通常为粉体，为使分子筛在催化、吸附过程中发挥效率，必须使分子筛在反应和吸附床层中以合适的颗粒形状和大小装填。同样的分子筛由于成型方法不同，所制备的成型分子筛的孔结构、表面积和表面纹理结构有着显著差别。适宜大小、形状和强度的成型分子筛才能充分发挥分子筛自身的活性和选择性，延长使用寿命。另一方面，成型分子筛的形态还会影响反应器内气流的压力降、气流分布、反应物和生成物的扩散等。因此分子筛成型工艺是分子筛型催化剂和吸附剂的重要步骤。

目前分子筛成型工艺主要是使用氧化铝、水铝石和凹凸棒土等含金属氧化物的粘结剂，通过滚球、挤条或者喷雾等方法制成特定形状，最后经过高温焙烧固化，实现分子筛原粉成型。普通分子筛的晶粒尺寸较大，外比表面积较小，较少的的粘结剂（低于40wt%）即可进行粘合（如图1-a）。例如，公开号CN201010551785.3报道了一种介孔硅铝分子筛的成型方法，即将介孔硅铝分子筛和氧化铝混合，并加入田菁粉和硝酸，最终滚球成型。公开号CN201210514441.4报道了以活性炭纤维作为粘结剂，二氧化硅作为载体的TS-1分子筛的成型方法。公开号CN201210592676.5报道了利用传统的硅溶胶和铝溶胶等粘结剂，采用滚球成型方式制备分子筛球形体。

而纳米分子筛的颗粒尺寸极小，外比表面积较大，因此需要更多的粘结剂（高于40wt%）来进行粘结（如图1-b），而大量的粘结剂会导致成型后的分子筛性能大幅度降低，无法使用。因此目前对于纳米型分子筛的成型方法鲜有报道。

发明内容

为解决纳米分子筛成型所需粘结剂过多，成型后性能大幅度降低问题，本发明提供了一种新的纳米分子筛成型方法。该方法通过制备核壳结构的分子筛球形体，在添加少量粘结剂的条件下即可实现纳米分子筛成型；而且工艺简单，节能环保。

本发明所采用的技术方案如下：一种纳米分子筛的成型方法，包括以下步骤：

1）母球的制备

（1）将纳米分子筛原粉和胶粘剂混合均匀后，通过筛分挑选出粒径为0.5mm以下的颗粒；

（2）将颗粒置于转盘式滚球机中，按照滚球成型的方法滚成母球；

2）内核的制备

将母球在置于转盘式滚球机中，不断加入纳米分子筛原粉，并加入胶粘剂，随着纳米分子筛原粉和胶粘剂的逐渐加入，母球直径逐渐增大；通过控制纳米分子筛原粉和胶粘剂的质量来对球形体的直径进行控制；

3）外壳的包覆

待球形体生长至所需大小，开始逐渐加入水泥粉体和水，使球体继续长大至所需直径，即可停止加料；将制备好的球形纳米分子筛在室温下干燥12小时，得到产品；通过筛分，抛光得到所需尺寸的球形纳米分子筛成型体。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述纳米分子筛原粉为纳米型的X型、Y型、A型、MFI型或CHA型纳米分子筛；所述胶粘剂为硅溶胶、铝凝胶或水玻璃。

作为本发明技术方案的进一步改进，球形纳米分子筛成型体中纳米分子筛原粉和胶粘剂的质量比为9：1~6：4。