Природные алюмосиликаты каолинитовой структуры в синтезе высокоэффективных цеолитных адсорбентов и катализаторов

• Автор: Травкина, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 127 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СИНТЕЗЫ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ И ГРАНУЛИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТОВ ТИПА И

ГЛАВА 2. СИНТЕЗЫ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ЦЕОЛИТОВ ТИПА И НА ОСНОВЕ КАОЛИНА

2.1. Исследование физикохимических свойств каолинов различных месторождений

2.2. Разработка и исследование процесса синтеза высокодисперсного цеолита типа из метакаолина

2.2.1. Разработка способа синтеза высокодисперсного цеолита

2.2.2. Кинетика массообмеиа между жидкой и твердой фазами реакционных смесей при кристаллизации метакаолина в цеолит
2.3. Разработка и исследование процесса синтеза высокодисперсных цеолитов типа из метакаолина

2.3.1. Разработка способа синтеза высокодисперсного цеолита X

2.3.2. Кинетика массообмеиа между жидкой и твердой фазами реакционных смесей при кристаллизации метакаолина в цеолит X
2.3.3. Разработка способа синтеза высокодисперсного цеолита ГЛАВА 3. СИНТЕЗЫ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ЦЕОЛИТОВ ТИПА
И БЕЗ СВЯЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
3.1. Разработка способа синтеза гранулированных цеолитов типа
без связующих веществ в и Кформах
3.1.1. Разработка способа синтеза цеолита без связующих веществ
3.1.2. Разработка способа синтеза цеолита КА без связующих веществ
3.2. Разработка способа синтеза гранулированных цеолитов типа
без связующих веществ
3.2.1. Разработка способа синтеза ранулированньх цеолитов Х
без связующих веществ
3.2.2. Разработка способа синтеза гранулированного цеолита У без связующих веществ
3.2.3. Исследование адсорбционных свойств гранулированных цеолитных адсорбентов без связующих веществ
3.2.4. Исследование каталитических свойств цеолитов Ус различной степенью обмена Ыа на Е в реакции олигомеризации аолефинов
ГЛАВА 4. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Методики синтеза
4.1.1. Синтез порошкообразных цеолитов на основе метакаолина
4.1.2. Синтез гранулированных цеолитов без связующих веществ
4.1.3. Методика ионного обмена на К или И1 в цеолитах
4.2. Методики исследования физикохимических и каталитических
свойств синтезируемых цеолитов
4.2.1. Исследование физикохимических свойств
4.2.2. Исследование каталитических свойств
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Увеличение ЫаАОз до 2,6 приводит к образованию смеси цеолитов А и гидросодалита. При НА0з образование гидросодалита в качестве примеси наблюдается в РМ с соотношением ЫаА0з1,82,0. НА0з до позволяет получать чистый в фазовом отношении цеолит А и при величинах КаЛ 2,62,8. Таким образом, разбавление РМ способствует расширению области составов смесей, из которых цеолит А стабильно кристаллизуется чистым в фазой отношении и с высокими адсорбционными характеристиками. При снижении 8Ю2А с 1,8 до 1,0 цеолит А образуется устойчиво из смесей с меньшим соотношением КаА. Увеличение 8Ю2А до 2,6 делает проблематичным получение чистого в фазовом отношении цеолита. При этом, из более концентрированных смесей в качестве примеси образуется гидросодалит, а из более разбавленных цеолит X. Кристаллизация микросферических алюмосиликатных гранул с мольным соотношением 8Ю2А 2,6 в растворе гидроксида натрия при Н2ОАО3 приводит к образованию цеолита X без примеси иных кристаллических фаз. С повышением 8Ю2А в реакционных смесях, максимальное образование цеолитной фазы в составе гранул наблюдается при более высоких значениях МаА0з. Разбавление РМ также оказывает существенное влияние на области кристаллизации цеолитов без связующих веществ. Необходимо отметить, что для кристаллизации алюмосиликатных гранул, отличающихся способом получения, химическим составом, пористой структурой, формой и размером гранул характерны одни и те же закономерности. Однако, гранулы цеолита А с максимальным содержанием кристаллической фазы и, следовательно, наилучшими адсорбционными свойствами получаются лишь при использовании в качестве исходного материала рентгеноаморфного алюмосиликата, обладающего развитой пористой структурой, которая приводит к меньшим диффузионным ограничениям при взаимодействии материала гранул с раствором и облегчает образование рентгеноаморфного ашомосиликата натрия предшественника цеолита в процессе кристаллизации. В при синтезе цеолита X в зависимости от химического состава исходных алюмосиликатных гранул и состава реакционных смесей кристаллизацию гранул проводили в растворе гидроксида или алюмината натрия. X наблюдается при НАОз в интервале изменения КаАОз 1,62,4. Снижение содержания гидроксида натрия резко замедляет кристаллизацию, а увеличение Л0з до 2,62,8 приводит к образованию и другого цеолита филлипсита. Разбавление РМ до НА0з расширяет область составов смесей, из которых цеолит X кристаллизуется устойчиво. Из более концентрированных смесей НА0з он образуется уже при ЫаА0з1,3. Следовательно, разбавление реакционных смесей при некотором увеличении щелочности способствует расширению области составов смесей, из которых устойчиво кристаллизуются цеолит X с максимальным содержанием цеолитной фазы. Гранулы, в которых соотношение 8Ю2АОз равно 5,1, кристаллизуются в цеолит X при тех же значениях соотношений ЫаА0з и НА, что и при кристаллизации реакционных смесей с соотношением 8Ю2АОз3,5. Однако, при кристаллизации шариковых гранул, в которых 8Ю2АОз3,4, наблюдается совместная кристаллизация цеолитов А и X. Разбавление РМ при одновременном увеличении времени взаимодействия раствора и гранул при С приводит к получению только цеолита X. Повидимому, в этом случае, рентгеноаморфные гранулы приобретают химический состав, присущий цеолиту X, до начала процесса кристаллизации. В интервале изменения 8Ю2А от 3,0 до 5,0 цеолит X образуется устойчиво. Однако с увеличением этого соотношения при одинаковой щелочности смесей степень кристалличности гранул снижается. Одновременно происходит и уменьшение механической прочности гранул. При 8Ю2А0з2,5 в составе гранул образуется смесь цеолитов А и X. При уменьшении этого соотношения до 2,0 в гранулах содержится только цеолит А. Следовательно, величина соотношения 8Ю2АОз в реакционных смесях, в основном, определяет тип образующегося цеолита. Цеолит А образуется, если это соотношение меньше 2,0. В интервале значений 8Ю2А0з от 2,0 до 3,0 возможна совместная кристаллизация цеолитов А и X. При 8Ю2А 3,0 гранулы кристаллизуются в цеолит X.