[发明专利]一种快速合成纳米Fe3

说明书

本发明涉及复合材料合成技术领域，具体公开了的一种快速合成纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法。具体公开了一种以硅溶胶、白炭黑为硅源，在无模板剂、无晶种、无添加剂条件下采用水热晶化法成功合成了结晶度较高的纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料，该方法可以将分离回收作用与NaY分子筛的催化性能集于一体，解决了分子筛的回收与重复利用问题，本发明只需晶化24h即可合成，大大缩短了晶化时间，降低了分子筛的合成成本。

技术领域

本发明涉及复合材料合成技术领域，具体涉及一种快速合成纳米 Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法。

背景技术

超大的八面沸石笼结构、独特的三维孔道结构、较强的酸性质以及稳定的骨架结构是Y型分子筛最显著的特点，赋予了其良好的吸附性、离子交换性、催化性等优异性能，使其在石油化工、精细化工、环境保护和新功能材料等领域应用广泛。全世界有接近8亿吨的原油是经由含Y沸石的催化裂化过程进行处理的。在加氢裂化中，Y沸石作为铂/钯支撑物来增加产物中芳香烃的含量。

目前关于Y型分子筛合成的报道中大多采用水热晶化法，2006年MaterialsLetters介绍了一种两端段晶化合成方法，第一段在40℃条件下晶化24h，第二段在80℃条件下晶化48h，不需加入任何导向剂和模板剂即可合成。2015年晋伟娟等报道了采用添加晶种和表面活性剂的方法合成了小晶粒NaY型分子筛。 2016年任博等报道先用铝酸钠、硅溶胶、氢氧化钠、去离子水混合得到混合液，用混合液制作导向剂，然后把导向剂加入混合液中的方法。然而总结以前的各种合成方法，在合成过程中大多需要加入晶种、模板剂进行合成，且大多合成过程工艺复杂；两段晶化法虽不需加入导向剂，但合成周期达72h，增加合成成本。本发明只需晶化24h即可合成，大大缩短了晶化时间，降低了分子筛的合成成本。关于NaY分子筛改性的研究都是用不同金属离子对NaY分子筛的骨架进行掺杂，对于NaY分子筛包覆纳米Fe₃O₄未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供的一种不需加入晶种、模板剂，合成成本低的一种快速合成纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法。

本发明提供一种快速合成纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法，包括以下步骤：

S1、分别称取碱源、铝源、硅源和水，利用碱源、铝源、硅源和水，在一定温度下搅拌均匀得到溶液A，得溶液A；

S2、再按照H₂O：Fe₃O₄的质量比为33.75～270称取Fe₃O₄的质量，将Fe₃O₄加入氯仿溶液中超声分散得溶液B，再将溶液B加入溶液A中，得到反应凝胶；

S3、将S2得到的反应凝胶放入反应釜中密封后，置于干燥箱，加热晶化，再经抽滤、洗涤、干燥，得到纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料。

优选地，上述一种快速合成纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法，S1中，提供碱源的原料为氢氧化钠，提供铝源的原料为偏铝酸钠和硫酸铝，提供硅源的原料为硅溶胶和白炭黑。

优选地，上述一种快速合成纳米Fe₃O₄@NaY磁性复合材料的方法，S2中，反应凝胶中含有的Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、H₂O的摩尔比为15～17：0.8～1.2：14～16： 360。