[发明专利]一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料及其制备方法和应用，通过FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O加入水中，超声搅拌得到磁性Fe₃O₄；以铝酸钠为铝源，硅酸钠为硅源，水为溶剂，得到4A分子筛；以玉米秸秆为原料得到样品秸秆炭；向溶胶中加入氯化钙、柠檬酸、秸秆炭和磁性Fe₃O₄，经煅烧、晶化等一系列工艺制备磁性分子筛/秸秆炭复合材料。该磁性分子筛/秸秆炭复合材料具有比表面积高、吸附性能强、通过外加磁场容易和反应液分离等优点，可以提高化学反应速度，节能环保，而且制备的磁性分子筛/秸秆炭复合材料粒径均匀，形貌规则。

技术领域

本发明属于分子筛/秸秆炭复合材料制备技术领域，具体涉及一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

5A分子筛具有高吸附选择性和高吸附容量，它们被普遍应用于正构烷烃和异构烷烃区分、空气、石油、天然气及其他工业用气体的除水和精炼、氧氮分离、变压吸附制氢，氢气纯化。随着人们对环境保护的认识不断加深，对工业废气的净化逐渐重视，5A沸石分子筛因其吸附性可用于制吸附剂，可有效地除低浓度工业废气(如SO₂、甲醇、CO₂、CO、H₂S、SO₃)。5A分子筛在石油化工中也是起到非常重要的作用，其优秀的催化性可增加油品的利用价值。合成5A分子筛的方法是4A分子筛与定量的氯化钙反应合成。如果4A分子筛的70％Na+与钙离子交换，八元环可以增加到5A。

由于合成分子筛为粉末状，难以收集。所以在生产过程中，会添加塑形剂塑形，这会影响其性能。

发明内容

为解决分子筛吸附性能有限的问题，本发明提供了一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料及其制备方法和应用。本发明制备的磁性分子筛/秸秆炭复合材料，可以提高化学反应速度，节能环保，而且制备的磁性分子筛/秸秆炭复合材料粒径均匀，形貌规则，给制备磁性分子筛/秸秆炭复合材料提供了新的途径，新的思路，同时也达到了低碳环保的目的，具有广阔的发展前景。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种磁性分子筛/秸秆炭复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)通过FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O加入水中，超声搅拌得到磁性Fe₃O₄；

2)以铝酸钠为铝源、硅酸钠为硅源、水为溶剂，制备得到4A分子筛溶胶；

3)以玉米秸秆为原料，粉碎过筛后，在管式炉中以150℃/h升温至450℃并保温充分反应，冷却后用盐酸浸泡后，再在恒温水浴中陈化，处理得到样品秸秆炭；

4)将秸秆炭材料浸渍到4A分子筛溶胶中，向溶胶中加入柠檬酸、氯化钙和磁性Fe₃O₄，取出样品并干燥，样品于450～550℃下充分煅烧，并于室温下晶化处理后，处理得到磁性5A分子筛/秸秆炭复合材料。

作为本发明的进一步改进，秸秆炭材料与4A分子筛溶胶的质量比为1:1。

作为本发明的进一步改进，柠檬酸与溶胶中Al₂O₃的摩尔比为0.65～0.85；

作为本发明的进一步改进，氯化钙与溶胶固液比为90～100g/L；

作为本发明的进一步改进，Fe₃O₄的加入量为固体原料总质量的10％～15％。