[發(fā)明專利]一種磁性P型沸石分子篩的制備方法

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• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109336186A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫奇;王鵬;劉其斌;陳光杰;王剛;曹駿
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C01G49/08
• 分類號: C01G49/08;C01B39/46
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 石誠

本發(fā)明公開了一種磁性P型沸石分子篩的制備方法，A、粉煤灰的煅燒：B、分別稱取一定量FeCl₂·4H₂O和FeCl₃·6H₂O，配制成總鐵濃度為0.2～1.2mol/L的溶液，將溶液加入容器中，再將容器置于水浴鍋中進行反應(yīng)，調(diào)節(jié)溫度為40～80℃下慢速攪拌反應(yīng)1～3h，再將溫度升高至70～100℃下，停止攪拌靜置反應(yīng)2～6h，經(jīng)抽濾、洗滌、烘干以及研磨后得到Fe₃O₄磁性材料；C、按照煅燒粉煤灰：NaOH水溶液＝5～25g:100mL的比例備料，然后將煅燒粉煤灰與NaOH水溶液混合，再加入已經(jīng)制備好的Fe₃O₄磁性材料，加入的Fe₃O₄磁性材料重量為原料總重量的1％～5％，升溫至70～100℃，攪拌作用下水熱反應(yīng)10～48h；將溶液中所得固體產(chǎn)物過濾、干燥后，即可獲得磁性P型沸石分子篩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁性P型沸石分子篩的制備方法，屬于分子篩合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)

沸石分子篩是一種廣為人知的重要的無機多孔材料，由于其擁有獨特的孔道結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)良的離子交換、催化和吸附性能，因此廣泛應(yīng)用于國民生活中的各行各業(yè)：催化行業(yè)、環(huán)境吸附和分離領(lǐng)域以及離子交換研究中，隨著研究的深入以及科技發(fā)展分子篩的應(yīng)用又擴展到了微觀尺度：分子催化反應(yīng)、光催化反應(yīng)、納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、電化學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域，因此其在越來越多的領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。表現(xiàn)出了強勁的應(yīng)用潛力。采用人工技術(shù)合成的分子篩因其物相成分單一，雜質(zhì)含量較少，內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔道和內(nèi)部孔大小均一，因此具有許多優(yōu)異的性能，例如比表面積高，吸附分離性能強，催化性優(yōu)等特點，在工業(yè)中具有廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)。國內(nèi)外學(xué)者對新類型的分子篩的研究從來未停止過，隨著材料和化學(xué)界的不斷進步促進了不同元素組成和不同基本結(jié)構(gòu)單元的分子篩的合成。

為了擴展分子篩材料在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，不同的功能性材料可與分子篩形成復(fù)合材料，可制備出顯示具有獨特性能的分子篩復(fù)合材料。沸石分子篩材料合成方式研究的多樣性，也使得復(fù)合材料在成型和制備過程中設(shè)計出新穎的不同結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。

隨著世界環(huán)保意識的增強，人們對環(huán)境水體的關(guān)注度逐年增加。水體中重金屬污染是水體污染非常重要的一個因素，分子篩作為一種吸附材料可以有效的對水體中的重金屬離子進行吸附。但是分子篩作為一種粉體的吸附劑，存在著應(yīng)用過程后分離回收困難的問題。將分子篩與磁性材料相復(fù)合成出磁性P型分子篩，通過在外加磁場的作用下，可以進行簡便的固液分離。

傳統(tǒng)的工業(yè)沸石分子篩合成通常以硅酸鈉、二氧化硅作為硅源，氫氧化鋁、偏鋁酸鈉作為鋁源，以氧氧化鈉、氧氧化鉀等作為堿源，成本較高。粉煤灰提鋁殘渣是粉煤灰經(jīng)過酸溶提取出大部分氧化鋁后的產(chǎn)物。粉煤灰提鋁殘渣的主要成分是二氧化硅和氧化鋁，這也為以粉煤灰提鋁殘渣為原料合成沸石分子篩提供了可能。

近年來，隨著對材料性能的要求，磁性負載技術(shù)技得到了廣泛的關(guān)注，磁性技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。利用磁性載體技術(shù)，在處理廢水的領(lǐng)域，將沒有磁性的強吸附劑(如碳納米管、粘土礦物、分子篩和活性炭等)與磁性氧化鐵結(jié)合起來，通過外加磁場將作用體系與飽和的磁性吸附劑分離，不僅能實現(xiàn)吸附劑的可循環(huán)應(yīng)用且操作簡單。隨著工業(yè)廢水的不斷排放，可循環(huán)使用的磁性載體吸附劑具有極為廣闊的應(yīng)用前景。

沸石具有較大的比表面積和獨特的孔道結(jié)構(gòu)，宏觀上同時也表現(xiàn)為具有優(yōu)良的離子交換性能、分子篩分性能和擇形催化性能，廣泛應(yīng)用于水處理、氣體分離、石油加工催化等領(lǐng)域中。但不管其用作吸附劑還是催化劑一般都存在著共同的問題，即在吸附和催化的各個操作單元中都需要快速的進行液固分離。磁性物質(zhì)與沸石結(jié)合可有效解決應(yīng)用的分離問題。