本技术涉及一种双金属MOR分子筛的制备技术及其在相关领域的应用。制备过程包括:步骤S1,将氢氧化钠、铝酸钠和去离子水混合,在室温下以150至400转/分钟的速度搅拌0.5小时,形成均匀的前驱体溶液。
背景技术
He在工业上有着广泛的应用,特别在高端装备制造中的半导体、液晶显示器和光纤领域用量最大,其次是医用核磁成像及低温超导设备、高端装备的气密性检查、超流体材料制备等领域。目前,商业高纯He的唯一来源是从天然气中提取,通过深冷精馏工艺得到摩尔分数为50~80%的粗He后,需要进一步去除CH4、O2、H2、Ar和Ne等杂质气体以获得高纯He,其中,纯度为6N的高纯He气体中,混合的少量杂质气体中Ne的含量小于1 ppb。由于Ne的物理化学性质与He极其相似,如沸点(He:4.3 K;Ne:27.07 K),动力学直径(He:2.55 Å;Ne:2.82Å)和极性(He:2.05 ×1025/cm3;Ne:3.96 ×1025/cm3),因此,Ne和He的分离相对困难。
另外,高纯N2作为电子大宗气体,在众多领域中扮演着关键角色,特别是电子工业领域中,高纯N2作为保护气和载气,对于集成电路、半导体器件的生产和维护至关重要。此外,在实验研究和制药行业,高纯N2用于维持无氧环境、样品保护与实验条件控制。同时,它还作为制冷剂、轮胎填充气体等。高纯N2因其惰性和稳定性,在各领域中对保障生产效率、产品质量和安全性方面起到了不可或缺的作用。商业级高纯N2主要通过空分法获得,此过程涉及从空气中去除水分、CO2和O2后得到粗N2。然而,空气中含有约18 ppm的Ne,由于其物理化学特性与N2极为相似(N2的沸点:77.35 K;动力学直径:3.64–3.80 Å;极性:17.403 ×1025/cm3),这使得从N2中分离浓度较低的Ne变得异常困难。
目前,国内对于Ne和He的分离和从N2中分离低浓度Ne研究较少。
国内Ne和He主要通过深冷工艺进行分离,例如中国专利CN201210061205.1公布了一种Ne/He分离提纯方法,该方法将Ne/He混合气体加压到170~200 bar,通过多步冷却到25~35 K进行气液分离得到粗He。粗He冷却到60~70 K后进入低温吸附器脱除杂质后获得纯He(该方法制备得到的He气体的体积分数大于99.999%)。但是,使用该深冷工艺方法进行分离提纯的能耗非常大,生产成本比较高,不利于工业生产。
目前国内工业界主要采用深冷工艺来去除N2中的低浓度Ne,以获取更高纯度的N2。中国专利CN201510619367.6公布了一种从N2中去除Ne的方法,该方法采用深冷工艺在真空绝热容器中进行,操作压力15~20 KPa,运行温度65~70 K范围内。由于N2和Ne沸点等物理性质极其接近,深冷工艺去除N2中Ne是一个比较困难和能耗较高的工艺过程,因此,也不利于工业化生产。
目前,国外有采用非深冷工艺提高Ne和He的分离,但是现有的分子筛依然不能够实现较好的分离效果。例如,美国专利US3854913 A公布了一种从Ne/He混合气体中提炼出高纯度He的方法。该方法的关键在于,在Ne的三相点(24.5561 K)处进行连续冷凝,并确保操作压力维持在25 atm。随后,在低于三相点的温度范围内(5.2~22 K),利用分子筛进行Ne的吸附,从而有效地从混合气体中制备出高纯He(该方法制备得到的He气体的体积分数大于98%);该方法虽然采用了分子筛吸附的方案,但是,仍然需要在较低的温度下进行,依然涉及到维持较低温度使得能耗巨大的问题,而且,He的纯度很难再进一步提升。另外,该工艺适于Ne和He的分离,但是不能较好的Ne/N2分离,尤其是N2中分离低浓度Ne,除了能耗较高的深冷工艺依然没有其他技术的突破。
因此,如何开发出一种优先吸附Ne的高效吸附剂用于制备高纯N2和高纯He一直是本领域技术人员亟待解决的问题。
实现思路