Синтез гранулированного сорбента на основе цеолита LSX для получения кислорода из воздуха

Рассмотрен синтез гранулированного сорбента на основе цеолита LSX. Цеолит LSX относится к низкокремниевым цеолитам типа фожазита с соотношением Si:Al = 1-1,2. Кристаллическая структура цеолитов образована из тетраэдров SiO4 и AlO4, связанных между собой. Содержание алюминия в каркасе цеолита определяет количество внекаркасных катионов, компенсирующих избыточный отрицательный заряд алюминия. Природа внекаркасного катиона определяет сорбционные свойства цеолита LSX. Так, для разделения компонентов воздуха и получения кислорода применяют Ca2+, Li+, Ag+ замещенные цеолиты. Отдельной задачей стоит формование цеолита в виде гранул и шариков с применением связующего без потери адсорбционной емкости цеолита. В качестве связующего чаще всего выступают доступные природные материалы (каолин, бентонит, метакаолин). В настоящей работе гранулы сорбента получали путем формования кристаллического LSX с метакаолином в соотношении 1:1 и последующей гидротермальной обработкой в щелочном растворе при 50 °С в течение 14 сут. Методом низкотемпературной адсорбции азота установлено, что с увеличением времени гидротермальной обработки увеличивается удельная поверхность гранул цеолита и практически достигает значения удельной поверхности исходного порошкового цеолита LSX. Методом рентгенофазового анализа показано, что в ходе гидротермальной обработки растет степень кристалличности в грануле, что свидетельствует о растворении метакаолина и формировании новой кристаллической структуры LSX на первичных кристаллах цеолита. Таким образом, показано, что данный метод синтеза позволяет увеличить удельную площадь поверхности и содержание кристаллического LSX относительно исходных гранул за счет растворения метакаолина и кристаллизации его в структуру LSX. Полученные гранулы будут использованы как основа для адсорбента при получении кислорода из воздуха. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

Авторы

Ссылки