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实验 58 A 型分子筛的合成和性能. 58.1 实验目的 ( 1 ) 了解分子筛的一般知识和水热法合成分子筛的方 法。 ( 2 ) 合成 A 型分子筛并试验其性能。. 58.2 实验原理 将硅酸盐、铝酸盐、无机碱和水按一定比例混合,在高于室温的温度下晶化得到某种分子筛,一般称为水热法。 A 型分子筛是用量最多的分子筛之一。当可交换离子为 Na + 时,称为 4A 分子筛,其晶胞的组成表示式为: Na l2 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] · nH 2 O.
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实验58A型分子筛的合成和性能 58.1 实验目的 (1)了解分子筛的一般知识和水热法合成分子筛的方 法。 (2)合成A型分子筛并试验其性能。
58.2 实验原理 将硅酸盐、铝酸盐、无机碱和水按一定比例混合,在高于室温的温度下晶化得到某种分子筛,一般称为水热法。 A型分子筛是用量最多的分子筛之一。当可交换离子为Na+时,称为4A分子筛,其晶胞的组成表示式为: Nal2[(AlO2)12(SiO2)12]·nH2O
实验室合成4A分子筛常以水玻璃(Na2SiO3)、偏铝酸钠(NaAlO2)和氢氧化钠为原料,按一定比例混合,加入一定量的水,搅拌成胶后,在90~100℃温度进行晶化。晶化程度可用显微镜观察,若有外观为正方形晶体,说明晶化完全。经过滤、洗涤、干燥即得4A分子筛。 • 为使实验简化,本实验采取直接配料的方法,免去了合成前对原料的分析过程。将固体硅酸钠、偏铝酸钠、氢氧化钠和水按一定比例混合,搅拌成胶后晶化即可。
58.3 操作流程 (一)4A分子筛的合成 1.溶液的配制 90 mL水 7.5 g NaOH 250 mL烧杯 加热搅拌溶解 A溶液 6.0 g NaAlO2 6.0 g硅酸钠 90 mL水 250 mL烧杯 加热搅拌溶解 B溶液
2.成胶 分几次将A溶液加入 B溶液搅拌加热 搅拌至胶状稀溶液 3.晶化 成胶混合物 反应釜 100 ℃温度下晶化约5 h 冷却 4.洗涤干燥 倾去上层清液 吸滤 pH为8~9 4A分子筛 水洗 110 ℃下干燥
(二)分子筛某些性能的测定 1.晶形观察 用玻璃棒蘸取少许4A分子筛均匀地放在玻璃载片上,在显微镜下观察晶体的形状和大小。2.吸水性 取少量已活化的4A分子筛(在马弗炉内于600℃恒温2h,然后在真空干燥器中冷却0.5h即可),放在小试管中,加入2粒已吸水变红的硅胶,将试管塞好放置,根据硅胶颜色的变化比较其吸水性强弱。 3.对有机分子的吸附 准确称取约1g已活化的分子筛,放入已干燥并准确称重的瓷坩埚内,放在干燥器中。干燥器下层放入一装有少量无水乙醇的小烧杯。静止20h以后再称重,根据增重求出吸附乙醇的质量分数(可达约15%)。
58.4 注意事项 (1)如果实验室没有备用的反应釜,可将装有反应混合物的烧杯盖上表面皿后放在瓷盘中,连同瓷盘一起放入电热烘箱内。在90℃温度下晶化10h以上也可得到4A分子筛。 (2)4A分子筛很容易转晶,在晶化时温度不要高于100℃。
58.5 问题讨论 (1)分子筛的类型有哪些?各有哪些应用范围?
58.6参考答案 • (1)分子筛的类型有哪些?各有哪些应用范围? • 答:3A分子筛用途:各种液体(如乙醇)的干燥;空气的干燥;制冷剂的干燥;天然气、甲烷气的干燥;不饱和烃和裂解气、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。 • 4A分子筛用途:空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥;氩气的制取和净化;药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥;油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。 • 5A分子筛用途:变压吸附;空气净化脱水和二氧化碳。 • 13X分子筛用途:空气分离装置中气体净化,脱除水和二氧化碳;天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫;一般气体深度干燥。 改性分子筛可用于有机反应的催化剂和吸附剂。