磁改性沸石

当前用于吸附水中放射性核素的磁铁矿基吸附剂种类较多，其中通过合成磁改性沸石对放射性锶、铯的吸附研究也受到众多学者的亲睐。用于磁改性沸石的金属主要包括Fe、Ni、Co及其氧化物，合成方法主要为共沉淀法、溶剂热法、水热合成法和沉淀法等；在吸附完成后，对固-液混合体系施加磁场，使磁改性沸石简单、高效并且快速地从水相中进行分离。

采用高岭石型黄铁矿烧渣（KTPC）水热合成磁性4A型沸石吸附剂，磁性颗粒被包覆在沸石表面，进一步形成磁性聚合体，热稳定性可达900℃。5gKTPC、4.5gNaOH、35mLH2O、75℃结晶温度和9h结晶时间是磁性4A型沸石的最佳合成条件。此时聚合体的比表面积为24.49m2/g，对Cs+的饱和阳离子交换容量为106.63mg/g。

结合了天然斜发沸石的吸附特性和CoFe2O4粉末的磁性，采用沉淀法合成了磁斜发沸石/CoFe2O4复合材料。Langmuir模型数据拟合表明其对Sr2+的单层吸附容量为20.58mg/g，振动样品磁强计测得饱和磁化强度为11.31emu/g。

在制备了磁铁矿-沸石复合材料的基础上用聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）进行改性得到PMZ作为Cs+吸附剂（合成方法如图7所示）。PMZ对Cs+的最大吸附容量为86.38mg/g，高梯度磁选在50℃时对悬浊液中Cs+的去除率最高，为96%。低于32℃时，由于PMZ表面为亲水性且PNIPAM链导致了絮凝，使PMZ很容易吸附Cs+；高于32℃时，PMZ表面变得疏水，并且疏水相互作用使PMZ颗粒易聚集形成很大的絮状体，如图8所示。

磁改性技术在纳米沸石上得到更为广泛的应用。采用纳米A型沸石和氧化铁通过化学共沉淀法制备了一种磁性纳米沸石复合材料（MZNC），其对Cs+和Sr2+吸附迅速，在30min内达到了最大吸附容量的90%，而磁性微米沸石复合材料（MZC）仅获得最大吸附容量的80%。对Cs+和Sr2+的最大吸附容量分别为224.73mg/g和88.67mg/g，与MZC相比分别增加了21.9％和18.4％。MZNC的饱和磁化强度为19.50emu/g，有助于饱和吸附剂的磁分离。

研究得到磁性纳米Y型沸石（MNZ）吸附Cs+和Sr2+的最佳pH分别为6和8，平衡时间为2h。实验数据符合Redlich-Peterson等温模型，对Cs+和Sr2+的吸附容量分别为298.50mg/g和228.63mg/g。