[发明专利]一种磁性P型沸石分子筛的制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性P型沸石分子筛的制备方法，A、粉煤灰的煅烧：B、分别称取一定量FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O，配制成总铁浓度为0.2～1.2mol/L的溶液，将溶液加入容器中，再将容器置于水浴锅中进行反应，调节温度为40～80℃下慢速搅拌反应1～3h，再将温度升高至70～100℃下，停止搅拌静置反应2～6h，经抽滤、洗涤、烘干以及研磨后得到Fe₃O₄磁性材料；C、按照煅烧粉煤灰：NaOH水溶液＝5～25g:100mL的比例备料，然后将煅烧粉煤灰与NaOH水溶液混合，再加入已经制备好的Fe₃O₄磁性材料，加入的Fe₃O₄磁性材料重量为原料总重量的1％～5％，升温至70～100℃，搅拌作用下水热反应10～48h；将溶液中所得固体产物过滤、干燥后，即可获得磁性P型沸石分子筛。

技术领域

本发明涉及一种磁性P型沸石分子筛的制备方法，属于分子筛合成领域。

背景技术

沸石分子筛是一种广为人知的重要的无机多孔材料，由于其拥有独特的孔道结构，因此具有优良的离子交换、催化和吸附性能，因此广泛应用于国民生活中的各行各业：催化行业、环境吸附和分离领域以及离子交换研究中，随着研究的深入以及科技发展分子筛的应用又扩展到了微观尺度：分子催化反应、光催化反应、纳米科学技术领域、电化学和生命科学等领域，因此其在越来越多的领域中都得到了广泛的应用。表现出了强劲的应用潜力。采用人工技术合成的分子筛因其物相成分单一，杂质含量较少，内部结构孔道和内部孔大小均一，因此具有许多优异的性能，例如比表面积高，吸附分离性能强，催化性优等特点，在工业中具有广泛应用基础。国内外学者对新类型的分子筛的研究从来未停止过，随着材料和化学界的不断进步促进了不同元素组成和不同基本结构单元的分子筛的合成。

为了扩展分子筛材料在不同领域中的应用范围，不同的功能性材料可与分子筛形成复合材料，可制备出显示具有独特性能的分子筛复合材料。沸石分子筛材料合成方式研究的多样性，也使得复合材料在成型和制备过程中设计出新颖的不同结构复合材料。

随着世界环保意识的增强，人们对环境水体的关注度逐年增加。水体中重金属污染是水体污染非常重要的一个因素，分子筛作为一种吸附材料可以有效的对水体中的重金属离子进行吸附。但是分子筛作为一种粉体的吸附剂，存在着应用过程后分离回收困难的问题。将分子筛与磁性材料相复合成出磁性P型分子筛，通过在外加磁场的作用下，可以进行简便的固液分离。

传统的工业沸石分子筛合成通常以硅酸钠、二氧化硅作为硅源，氢氧化铝、偏铝酸钠作为铝源，以氧氧化钠、氧氧化钾等作为碱源，成本较高。粉煤灰提铝残渣是粉煤灰经过酸溶提取出大部分氧化铝后的产物。粉煤灰提铝残渣的主要成分是二氧化硅和氧化铝，这也为以粉煤灰提铝残渣为原料合成沸石分子筛提供了可能。

近年来，随着对材料性能的要求，磁性负载技术技得到了广泛的关注，磁性技术应用领域也越来越广泛。利用磁性载体技术，在处理废水的领域，将没有磁性的强吸附剂(如碳纳米管、粘土矿物、分子筛和活性炭等)与磁性氧化铁结合起来，通过外加磁场将作用体系与饱和的磁性吸附剂分离，不仅能实现吸附剂的可循环应用且操作简单。随着工业废水的不断排放，可循环使用的磁性载体吸附剂具有极为广阔的应用前景。

沸石具有较大的比表面积和独特的孔道结构，宏观上同时也表现为具有优良的离子交换性能、分子筛分性能和择形催化性能，广泛应用于水处理、气体分离、石油加工催化等领域中。但不管其用作吸附剂还是催化剂一般都存在着共同的问题，即在吸附和催化的各个操作单元中都需要快速的进行液固分离。磁性物质与沸石结合可有效解决应用的分离问题。