分子筛膜反应器的研究进展

分子筛膜具有规整的微孔结构(<1 nm), 耐高温高压、 抗有机溶剂, 在液相和气相小分子分离中受到广泛关注. 分子筛膜可以与催化反应耦合于一体构成膜反应器, 使反应过程与组分分离同时进行, 促进反应平衡移动, 达到反应强化的效果. 本文概述了近十年不同类型分子筛膜反应器在催化反应中的应用研究进展, 并对分子筛膜反应器未来的发展趋势进行了展望.     

中空纤维Au-CeZr/FAU催化膜的制备及在富氢气氛CO选择性氧化反应中的应用

采用浸渍法制备了一系列不同Ce/Zr掺杂比例的FAU分子筛膜, 并进一步负载纳米金, 制备了Au-CeZr/FAU催化膜. 对催化膜的微观形貌及结构进行了表征, 并对其在富氢气氛中催化CO优先氧化性能进行了研究. H₂-TPR结果表明, Ce/Zr掺杂比为1∶1时制得的催化膜Au-Ce₁Zr₁/FAU具有最好的被还原能力, 更有利于Au的分散与还原; O₂-TPD结果表明, 该样品的氧物种比其它样品上的氧物种活性更高. 更好的被还原性能和更高的氧物种活性使得制备的Au-Ce₁Zr₁/FAU催化膜性能最佳, 在60 ℃时CO转化率与O₂选择性可以同时达到100%, 并且在经过10次热循环测试后仍然可以保持稳定的催化性能.     

MFI型分子筛膜的两段变温合成及对二甲苯异构体的分离性能

分别采用恒温和变温两种方法在氧化铝支撑体上原位制备了MFI型分子筛膜. 恒温法合成的MFI型分子筛膜晶体颗粒较大, 在高温脱除模板剂时会形成较大的缺陷, 没有对二甲苯/邻二甲苯(PX/OX)分离性能. 变温法合成的MFI型分子筛膜晶体在a, b方向尺寸较小, 在高温脱除模板时不会形成较大缺陷, 对PX/OX有良好的分离性能, 在300 ℃下, PX/OX分离因子高达42, PX的渗透性为9.57×10^-9 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1. 采用低温臭氧脱除模板剂能够有效减小分子筛晶体热收缩产生的应力, 提高MFI型分子筛膜的分离性能. 两种方法合成的分子筛膜在低温臭氧的条件下脱除模板剂后, 都具有PX/OX分离性能, 其中变温法合成的分子筛膜PX/OX分离因子高达76, PX的渗透性为1.02×10^-8 mol·m^-2·s^-1·Pa^-1.     

TiO2掺杂用于调变α-Al2O3中空纤维膜烧结性能与表面性质

利用相转化?高温烧结技术制备α?Al₂O₃中空纤维膜,系统研究了TiO₂掺杂调变中空纤维膜的烧结性能与表面性质。结果表明,TiO₂与α?Al₂O₃之间的固相反应能够促进中空纤维的烧结,当TiO₂掺杂量(物质的量分数)为1%~2%时,其烧结温度可以降到1400℃,且机械强度保持不变;TiO₂掺杂增加了中空纤维表面的羟基活性位点浓度,从而有利于CHA分子筛膜的生长;使用物质的量分数1%~3%TiO₂掺杂的α?Al₂O₃中空纤维制备出高质量CHA分子筛膜,其用于乙醇/水(9∶1,w/w)溶液渗透汽化脱水时的分离因子均超过10000。     

CVD法制备Sn掺杂MFI分子筛膜及其对乙醇/水体系的分离性能

采用化学气相沉积(CVD)法对MFI分子筛膜进行Sn掺杂, 制备了一种Sn-MFI分子筛膜, 并研究了其渗透汽化分离乙醇/水体系的性能. XRD, ²⁹Si NMR, UV-Vis及分离实验结果表明, 采用CVD法在将Sn引入MFI膜时, 膜层结构基本得到保持, Sn可以进入分子筛骨架, 有效地减少了膜表面的硅羟基缺陷, 提高了膜分离乙醇/水体系时的稳定性. 在SnCl₄用量为3 mL、 修饰时间为1 h时, 所得到的Sn-MFI分子筛膜的渗透汽化分离性能最佳, 并可在60 ℃下分离5%(质量分数)乙醇/水混合物时保持良好的稳定性. 在经过连续50 h渗透气化分离后, 其渗透通量仅从1.52 kg·m^-2·h^-1下降至1.38 kg·m^-2·h^-1, 分离因子从18下降至16.     

“目标-方法-评价”三维视角下的有机合成课程思政教学

将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体，是课程思政建设的根本任务，也是立德树人的必然要求。主要介绍如何在“目标-方法-评价”三维视角下，创新开展有机合成课程思政教学工作。首先从总体课程教学目标设计入手，构建有机合成知识点与思政映射点相对应的目标体系，同时采用讨论型、探究型、实践型教学方式，实现有机合成课程授课过程中价值引领、知识传授和能力培养有机统一，最终开展课程目标达成度分析，评价有机合成课程思政教学效果。