[發明專利]X型沸石分子篩及其制備方法

無效

• 申請號: 200810052252.3
• 申請日: 2008-02-02
• 公開（公告）號: CN101219795A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 曹吉林;范紅波;劉秀伍;劉振路
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01B39/50
• 分類號: C01B39/50;C01B39/22
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曉榮

技術領域

本發明的技術方案涉及沸石分子篩材料領域，特別涉及X型沸石分子篩及其制備方法。

背景技術

目前合成的沸石分子篩都是粉末狀產品。雖然細小的沸石分子篩晶體在選擇性、吸附、離子交換、熱穩定性和催化應用方面具有良好的性能，但沸石分子篩粉末狀產品與其所處理的溶液難以分離，在工業生產中使用極不方便，因此在實際應用中必須將其制備成具有一定形狀和尺寸的聚集體。目前該類聚集體制備的方法是在沸石分子篩粉末中加入20％～60％的粘結劑，制成具有一定強度和形狀的顆粒。CN?85100759沸石分子篩催化劑及其制備所介紹的沸石分子篩催化劑就是加粘結劑后成型的。然而，粘結劑的加入相應地降低了粉末狀沸石分子篩的各種性能，這是目前沸石分子篩應用中存在的矛盾性問題。

近年來，磁性載體法(濕法冶金，2003，22(2)：101)被廣泛用于生物細胞分離、廢水處理、燃煤脫硫和礦物加工諸多工藝過程。該法的實質是將磁性物體引入到弱磁性或非磁性微粒中以增加其磁化率，并通過磁性來分離出這些微粒物質。目前含有Fe、Co、Ni、Gr、Ba元素的物質具有優異的磁性和表面活性，在磁分離領域有著廣泛的應用前景。鑒于此，當前制備磁性沸石分子篩不僅具有重要的現實意義，也有具有充分的可行性，即合成出摻雜含有Fe、Co、Ni、Gr、Ba元素的磁性物質的沸石分子篩。這類磁性沸石分子篩既能保持粉體狀沸石分子篩的良好性能，又能利用磁分離技術對反應后系統中的粉體狀沸石分子篩進行有效分離，從而實現對沸石分子篩的高效重復利用。

CN1256243一種小晶粒FeZSM5沸石分子篩的制備方法公開了在用作催化劑的ZSM5分子篩中引入Fe來取代原有AlZSM5中的Al，以達到控制固體酸程度、調整沸石的有效孔徑、增加擇型性、使其反應性能發生特定變化的目的，但與使分子篩具備一定磁性無關，而且此方法需要有機胺類模板劑，工藝復雜，且反應溫度高，反應時間長達130小時；CN1868876公開了4A型沸石分子篩及其制備方法，該方法是一種磁性物質負載法，它是將磁性物質負載于沸石分子篩表面；CN1868877披露了4A沸石分子篩及其制備方法，該方法是一種磁性核法，它是以磁性物質為磁核，沸石分子篩包覆在其表面。這兩種方法制得的粉體狀沸石分子篩產品都有較好的磁性且磁性穩定易于回收，但是這兩種產品均為有磁性的4A型沸石分子篩，磁性四氧化三鐵并不進入沸石的晶格中，對沸石本身的性能并沒有改進，因此其應用范圍較窄，主要用在水處理領域。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供X型沸石分子篩及其制備方法，該方法制備得到的X型沸石分子篩為磁性鐵摻雜X型分石分子篩，它具有很強的磁性且磁穩定性，既解決了已有粉末狀沸石分子篩在反應液中難回收的問題，并進一步改善了其吸附性能，又進而擴大了沸石分子篩的應用范圍，使沸石分子篩在以鐵為催化劑的催化反應中得到應用。

本發明解決該技術問題所采用的技術方案是：

X型沸石分子篩，是一種磁性鐵摻雜X型沸石分子篩，在其沸石晶格中形成磁性四氧化三鐵，其中Fe占該分子篩整體的質量百分比為1.89％～3.48％。

上述X型沸石分子篩的制備方法，其制備步驟如下：

第一步，鐵摻雜X型沸石分子篩的合成

取0.5g～4g?H₂C₂O₄、0.5g～1.5g?Fe(NO₃)₃溶于30ml去離子水中配置成草酸鐵的緩沖溶液，取23g?Na₂SiO₃·9H₂O溶于50ml水中配置成硅酸鈉溶液，取11.2g鋁酸鈉溶于40ml水中配置成鋁酸鈉溶液，取15.5g氫氧化鈉和10.8g氫氧化鉀溶于32ml水中配置成兩種堿的混合溶液，將溶液慢慢滴加到溶液中，同時攪拌，再滴加入溶液和溶液混合后的溶液，同時攪拌，將均勻攪拌后的混合物質放入一個三口瓶內，在溫度70℃陳化攪拌3小時，再在溫度95℃晶化2小時，經過濾分離得到結晶固相物質，并用去離子水洗滌該結晶固相物質到中性，最后在溫度115℃烘干該結晶固相物質，由此合成得到晶形均勻的鐵摻雜X型沸石分子篩；

在以上步驟的實施過程中，所涉及物質的用量將根據實際需要按照以上數據成比例的進行擴大或縮小；

第二步，鐵摻雜X型沸石分子篩的磁化