磁性X沸石的合成及其性能.pdf

第9卷第6期过程工程学报Vol . 9 No . 6 2009年12月 The Chinese Journal of Process Engineering Dec. 2009收稿日期:2009?07?03,修回日期:2009?10?09 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)基金资助项目(编号:2002XX305205) 作者简介:袁明亮(1968?),男,安徽省马鞍山市人,博士,教授,研究方向:材料学,Tel: 0731-8877209, E-mail: ******@.. 磁性X 沸石的合成及其性能袁明亮, 谭美易, 闫冠杰, 陶加华(中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙 410083) 摘要:采用水热合成法,在X型沸石的晶化原料液中加入磁核合成了磁性沸石,对合成产物进行了结构性能测试. 结果表明,产物为X型沸石结构,具有较好的磁性能和吸附性能. emu/g,在磁场作用下,磁性沸石在30 min内完成与母液的分离, m2/g, mg/g. 关键词:磁性沸石;吸附;铅离子;N2吸附等温线;中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009?606X(2009)06?1210?061 前言 X型沸石具有较大的比表面积和孔体积等独特的结构和物化性能,在吸附、石油加工催化等领域有着广泛的应用[1]. 但由于制备的X型沸石一般是纳米或微米粉末,使其很难从母液或作用体系的液相中分离出来[2]. 近年来,磁载体法已在生物细胞分离、废水处理、燃煤脱硫和矿物加工等工程中得到广泛应用[3,4]. 受其分离原理的启示,研究人员已开始合成磁性沸石. 磁性沸石材料同时具有吸附性能和磁性能,因而在催化和环境修复后可用磁场将沸石粉末分离出来[5]. Liliana等[6]通过离子交换法,以Co2+交换NH4-ZSM-5中的NH4+,再用氢气将Co2+还原成单质Co,合成了磁性Co-ZSM-5. Oliveira等[7]将NaY沸石分散在FeCl3 和FeSO4的混合溶液中,以NaOH为沉淀剂合成了磁性NaY沸石. Nah等[8]先将沸石、磁铁矿、尿烷与稀释剂在60℃干燥,然后球磨混合物,最终得到具有磁性能的改性沸石. 以上方法均通过对已合成的沸石进行修饰制备磁性沸石,也有在沸石合成过程中合成磁性沸石的报道. 曹吉林等[9]在沸石合成中加入硝酸铁和草酸,并通过氢气还原Fe离子,合成了磁性方沸石. Deng等[10]通过在包覆了SiO2的Fe3O4磁核表面生长Silicalite-1沸石晶体,得到了核?壳型磁性沸石微球. X型沸石合成较难控制,合成中易产生杂晶[11],如果采用合成过程中引入磁性物质或其前驱体的方法制备磁性X型沸石,得到的产品不纯净,故一般采用X沸石修饰法合成磁性沸石. Horikawa等[12]采用离子交换法对合成的X型沸石进行镍离子交换制得Ni-X沸石,这种沸石具有超顺磁性. Nakano等[13]通过气相合成法使完全脱水的低硅X沸石吸附钾蒸汽,制得具有亚铁磁性的X型沸石. 本工作另辟蹊径,在沸石合成过程中加入磁