磁性X型沸石的制備及性能研究.pdf

1、X型沸石具有獨特的孔道結(jié)構(gòu)和較大的比表面積,宏觀上表現(xiàn)為具有優(yōu)良的擇形催化性能、分子篩分性能和離子交換性能,廣泛應(yīng)用于石油加工催化、氣體分離、水處理等領(lǐng)域中。但不管其用作催化劑還是吸附劑,一般都存在一個共同的問題,即在催化和吸附各個操作單元中都需要進(jìn)行快速的固液分離。本文在沸石合成過程中將磁性物質(zhì)引進(jìn)沸石結(jié)構(gòu)中制備出較高穩(wěn)定性和吸附性能的磁性沸石,分析了合成條件的影響及其對鉛離子的吸附性能。
　　 采用在X型沸石合成體系中引入含

2、Fe3O4的四乙基氫氧化銨前驅(qū)體的方法成功的對沸石進(jìn)行磁化改性。結(jié)構(gòu)分析表明,Fe3O4客體沒有破壞沸石基體的晶體結(jié)構(gòu)和孔道特性。鐵元素沒有進(jìn)入沸石骨架,Fe3O4與沸石發(fā)生了化學(xué)鍵合作用。磁性X型沸石具有較高的熱穩(wěn)定性,最高耐受溫度為500℃。該材料結(jié)合了沸石的吸附性能和Fe3O4的磁性,在實際應(yīng)用中通過外加磁場使飽和磁性X型沸石粉體與作用體系分離,解決了X型沸石與母液分離困難的問題。
　　 為研究合成條件對產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)和磁

3、性能的影響,在不同的合成條件下合成了一系列的磁性沸石產(chǎn)物。結(jié)果表明,晶化溫度越高或時間越長,產(chǎn)物結(jié)晶度越好,磁性能越差。但超過100℃,產(chǎn)物開始發(fā)生轉(zhuǎn)晶,磁性也有所增強;加入磁性前驅(qū)體的量越多,產(chǎn)物結(jié)晶度越低,磁性能越好。另外,磁性液體分散劑的不同,也會影響產(chǎn)物的晶體生長和磁性能。以水為分散劑的產(chǎn)物其結(jié)晶度要好于以TEAOH為分散劑的產(chǎn)物,但磁性能要差。磁性能較佳的產(chǎn)物的飽和磁化強度為10.5 emu/g。綜合性能較佳的樣品的合成條件為

4、:晶化溫度80℃,晶化時間為8 h,加入14 mLFe3O4/TEAOH溶液。其飽和磁化強度為5.4 emu/g,Pb2+的單位質(zhì)量吸附劑的單層飽和吸附容量為414.94 mg/g。
　　 本文還研究了磁性X型沸石對鉛離子的吸附性能。結(jié)果表明,磁性X型沸石對鉛離子具有較強的吸附力;單層Langmuir型吸附模型能較好的模擬磁性沸石對pb2+的吸附。吸附條件對產(chǎn)物的吸附效果有重要的影響,在鉛離子初始濃度為200 mg/L,的條件下