D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.04.033 第30卷第4期 北京科技大学学报 Vol.30 No.4 2008年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2008 导向剂室温老化合成低硅X型沸石 杜春华叶亚平王明文钱维兰赵小红李科 北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要利用导向剂室温(15~30℃)老化后高温晶化合成低硅X型沸石(LSX),用XRD测定样品晶型.对导向剂作用的研 究表明，加入老化5h的导向剂17Na20,6Si02Al203250H20可抑制LSX样品中的羟基方钠石(Hs)杂晶，但没有加快LSX反 应体系的晶化速度.对原料配比和反应条件的研究表明，产物对H20/(Na20十K20)摩尔比和Na2O/(Na20十K20)摩尔比非 常敏感，稍有变化就会引起杂晶的生成：随着室温老化和晶化温度的升高以及时间的延长，样品LSX结晶度增大·室温(25~ 30℃)老化12h、110℃晶化3h合成的LSX结晶度好、纯度高，Si/A1摩尔比为1.02士0.03. 关键词低硅X型沸石(LSX):导向剂：老化：晶化 分类号TQ424.25;0643.1 Synthesis of low-silica Xzeolite (LSX)via crystallization directing agent under aging at room temperature DU Chunhua,YE Yaping.WANG Mingwen,QIA N Weilan,ZHAO Xioohong.LI Ke School of Applied Science.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT Low-silica X zeolite (LSX)with the molar ratio 2.0 of SiO2 to Al203 was prepared by introducing the crystallization di- recting agent (CDA)under aging at room temperature(15-30C)and crystallizing at 100-110C.The crystal structure of LSX was characterized by XRD.The effect of CDA (17Na20.6SiO2Al203250H20)on the crystallization of LSX was studied.The results showed that the additive of CDA aged for 5 h could inhibit from impurity hydroxysodalite (HS)in LSX,but could not speed up the rate of crystallization.The study on the ratio of raw material showed that the purity of LSX was greatly influenced by the changes in molar ratio of H20/(Na20+K20)and Na20/(Na20+K20).The crystallinity of product LSX raised with increasing reaction tem- perature and aging time.The fine purity and crystallinity of the product could be obtained when aging for 12 h at room temperature (25-30C)and crystallizing for 3h at 110C,and the molar ratio Si/Al of product LSX was 1.020.03. KEY WORDS low-silica X zeolite(LSX):crystallization directing agent:aging:crystallization Si02/Al203(摩尔比)在2.0~2.5之间的X型成LSX的方法主要有：(1)一步低温晶化法.Bhl 沸石被称为低硅X型沸石(low-sillica Xzeolite,简称 等3]在50~100℃晶化7~10h得到质量分数 L$X),它对钙镁离子有较高的交换容量，对空分富 45%~80%的八面沸石以及一些P型、羟基方钠石 氧沸石吸附剂的研究发现LSX经L交换后具有 (HS)杂晶和无定形物质；Basaldella等用煅烧过的 较好的富氧性能：与其他硅铝比较高的X型沸石相 高岭土在钠钾体系中56℃晶化48h以上，合成了较 比，LSX在相同的Li交换度时有较高的N2吸附容 纯的LSX,(2)低温老化再高温晶化两段法， 量]，因此研究合成具有最低硅铝比的X型沸石 Guinter等可采用40℃低温老化72h或45℃老化 对提高其富氧性能很有必要， 24h,93℃高温晶化5h或100℃晶化23h得到含 目前在钠钾体系(NaOH和KOH)中，水热法合 有A型杂晶的LSX;蒋化等可在50~80℃老化3~ 10h,100℃晶化2h合成了LSX,研究了原料配比 收稿日期：2007-02-26修回日期：2007-03-31 (摩尔比)Na20/(Na20十K20)=0.70~0.80,H20/ 基金项目：北京市自然科学基金资助项目(Na,8042015) (Na20十K20)=15.5~20.0的变化对产物的影响. 作者简介：杜春华(1980一)，女，硕士研究生：叶亚平(1962一)，教 (3)加导向剂的两段法，王仰东等门向反应体系中 授，博士，E-mail:yypfree@sas~ustb,edcn 加入5%（质量分数）配比为17Na20.6Si02Al203·导向剂室温老化合成低硅 X 型沸石 杜春华 叶亚平 王明文 钱维兰 赵小红 李 科 北京科技大学应用科学学院‚北京100083 摘 要 利用导向剂室温（15～30℃）老化后高温晶化合成低硅 X 型沸石（LSX）‚用 XRD 测定样品晶型．对导向剂作用的研 究表明‚加入老化5h 的导向剂17Na2O·6SiO2·Al2O3·250H2O 可抑制 LSX 样品中的羟基方钠石（HS）杂晶‚但没有加快 LSX 反 应体系的晶化速度．对原料配比和反应条件的研究表明‚产物对 H2O／（Na2O＋K2O）摩尔比和 Na2O／（Na2O＋K2O）摩尔比非 常敏感‚稍有变化就会引起杂晶的生成；随着室温老化和晶化温度的升高以及时间的延长‚样品 LSX 结晶度增大．室温（25～ 30℃）老化12h、110℃晶化3h 合成的 LSX 结晶度好、纯度高‚Si／Al 摩尔比为1∙02±0∙03． 关键词 低硅 X 型沸石（LSX）；导向剂；老化；晶化 分类号 T Q424∙25；O643∙1 Synthesis of low-silica X-zeolite （LSX） via crystallization directing agent under aging at room temperature DU Chunhua‚Y E Y aping‚W A NG Mingwen‚QIA N Weilan‚ZHA O Xiaohong‚LI Ke School of Applied Science‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT Low-silica X zeolite （LSX） with the molar ratio2∙0of SiO2to Al2O3was prepared by introducing the crystallization di￾recting agent （CDA） under aging at room temperature（15－30℃）and crystallizing at100－110℃．T he crystal structure of LSX was characterized by XRD．T he effect of CDA （17Na2O·6SiO2·Al2O3·250H2O） on the crystallization of LSX was studied．T he results showed that the additive of CDA aged for5h could inhibit from impurity hydroxysodalite （HS） in LSX‚but could not speed up the rate of crystallization．T he study on the ratio of raw material showed that the purity of LSX was greatly influenced by the changes in molar ratio of H2O／（Na2O＋K2O） and Na2O／（Na2O＋K2O）．T he crystallinity of product LSX raised with increasing reaction tem￾perature and aging time．T he fine purity and crystallinity of the product could be obtained when aging for 12h at room temperature （25－30℃）and crystallizing for3h at 110℃‚and the molar ratio Si／Al of product LSX was1∙02±0∙03． KEY WORDS low-silica X zeolite （LSX）；crystallization directing agent；aging；crystallization 收稿日期：2007-02-26 修回日期：2007-03-31 基金项目：北京市自然科学基金资助项目（No．8042015） 作者简介：杜春华（1980－）‚女‚硕士研究生；叶亚平（1962－）‚教 授‚博士‚E-mail：yypfree＠sas．ustb．edu．cn SiO2／Al2O3（摩尔比）在2∙0～2∙5之间的 X 型 沸石被称为低硅 X 型沸石（low-sillica X-zeolite‚简称 LSX）‚它对钙镁离子有较高的交换容量．对空分富 氧沸石吸附剂的研究发现 LSX 经 Li ＋ 交换后具有 较好的富氧性能；与其他硅铝比较高的 X 型沸石相 比‚LSX 在相同的 Li ＋交换度时有较高的 N2 吸附容 量［1－2］．因此研究合成具有最低硅铝比的 X 型沸石 对提高其富氧性能很有必要． 目前在钠钾体系（NaOH 和 KOH）中‚水热法合 成 LSX 的方法主要有：（1） 一步低温晶化法．Buhl 等［3］在 50～100℃ 晶化 7～10h 得到质量分数 45％～80％的八面沸石以及一些 P 型、羟基方钠石 （HS）杂晶和无定形物质；Basaldella 等［4］用煅烧过的 高岭土在钠钾体系中56℃晶化48h 以上‚合成了较 纯的 LSX．（2） 低 温 老 化 再 高 温 晶 化 两 段 法． Günter 等［5］采用40℃低温老化72h 或45℃老化 24h‚93℃高温晶化5h 或100℃晶化2～3h 得到含 有 A 型杂晶的 LSX；蒋化等［6］在50～80℃老化3～ 10h‚100℃晶化2h 合成了 LSX‚研究了原料配比 （摩尔比）Na2O／（Na2O＋K2O）＝0∙70～0∙80‚H2O／ （Na2O＋K2O）＝15∙5～20∙0的变化对产物的影响． （3） 加导向剂的两段法．王仰东等［7］向反应体系中 加入5％（质量分数）配比为17Na2O·6SiO2·Al2O3· 第30卷 第4期 2008年 4月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．4 Apr．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．04．033