磁性X型沸石的制备及性能研究

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1、硕士学位论文摘要摘要X型沸石具有独特的孔道结构和较大的比表面积，宏观上表现为具有优良的择形催化性能、分子筛分性能和离子交换性能，广泛应用于石油加工催化、气体分离、水处理等领域中。但不管其用作催化剂还是吸附剂，一般都存在一个共同的问题，即在催化和吸附各个操作单元中都需要进行快速的固液分离。本文在沸石合成过程中将磁性物质引进沸石结构中制备出较高稳定性和吸附性能的磁性沸石，分析了合成条件的影响及其对铅离子的吸附性能。采用在X型沸石合成体系中引入含Fe。04的四乙基氢氧化铵前驱体的方法成功的对沸石进行磁化改性。结构分析表明，Fe304客体没有破坏沸石基体的晶体结构和孔道特性。铁元素没有

2、进入沸石骨架，Fe304与沸石发生了化学键合作用。磁性X型沸石具有较高的热稳定性，最高耐受温度为500℃。该材料结合了沸石的吸附性能和Fe304的磁性，在实际应用中通过外加磁场使饱和磁性X型沸石粉体与作用体系分离，解决了X型沸石与母液分离困难的问题。为研究合成条件对产物的晶体结构和磁性能的影响，在不同的合成条件下合成了一系列的磁性沸石产物。结果表明，晶化温度越高或时间越长，产物结晶度越好，磁性能越差。但超过100℃，产物开始发生转晶，磁性也有所增强；加入磁性前驱体的量越多，产物结晶度越低，磁性能越好。另外，磁性液体分散剂的不同，也会影响产物的晶体生长和磁性能。以水为分散剂的产物

3、其结晶度要好于以TEAOH为分散剂的产物，但磁性能要差。磁性能较佳的产物的饱和磁化强度为10．5emu／g。综合性能较佳的样品的合成条件为：晶化温度80℃，晶化时间为8h，加入14mLFe304／TEAOH溶液。其饱和磁化强度为5．4emu／g，Pb2+的单位质量吸附剂的单层饱和吸附容量为414．94mg／g。本文还研究了磁性X型沸石对铅离子的吸附性能。结果表明，磁性X型沸石对铅离子具有较强的吸附力；单层Langmuir型吸附模型能较好的模拟磁性沸石对Pb2+的吸附。吸附条件对产物的吸附效果有重要的影响，在铅离子初始浓度为200mg／L的条件下，固液比为0．2g／L时的吸附容量

4、最大；在吸附操作中较佳的吸附时间为2h。关键词磁性沸石，X型沸石，吸附，Fe304，pb2+硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTXzeolitebehavesexcellentpropertiesofshapeselectivecatalysis，molecularsievesandiron-exchangeforitsuniquetunnelstructureandlargespecificsurfacearea．Theyhavebeenwildlyusedinmanyareassuchascatalystinoilindustries，gasseparationan

5、dwatertreatment．However,thereisacommonproblemnomattertheyusedascatalystsorsorbents，thatis，quickseperationofsolidsandliquidsisrequiredinmanyoperationsofcatalyzeandadsorption．Inthispapermagneticcorehasbeenintroducedintothezeolitestructureandmagneticzeolitewithhighstabilityandadsorptionproperti

6、eshavebeenprepared．SynthesisconditionsandadsorptionofPbz+alsohavebeenstudied．MagnetizationmodificationonXzeolitehasbeensuccessfullydonebyaddingprecursorofmagneticFe304TEAOHsolutioninthezeolitesynthesissystem．ThestructureanalysesshowthatFe304objectdoesn’tdamagethecrystalstructureandtunnelchar

7、acteristicofzeolitebase．Irondoesn’tbuildupzeoliteframework．Fe304havecombinedwithzeolitebychemicalbond．MagneticXzeoitehashighthermalstability,whoseresistanttemperatureisabout500。C．ThismaterialcombinedadsorptionofzeoliteandmagnetismofFe304．Theycanbes