MFI型分子膜的制备与H2S/CH4分离性能

采用二次生长法在多孔α-Al₂O₃载体上制备MFI型（ZSM-5和silicate-1）分子筛膜;通过XRD和SEM检测,证明所合成的分子筛膜为致密、交联和无取向的MFI型分子筛膜,厚度为5 μm;单组分气体渗透实验检测中,所制备样品膜的N₂渗透量均小于10^-11 mol/（m²·s·Pa）,可认为其无缺陷;同时,考察了样品分子筛膜对H₂S/CH₄混合气的分离效果,在渗透压分别为0.3和0.5 MPa时,silicate-1分子筛膜的H₂S/CH₄的分离因子分别为1.99和4.44,而ZSM-5分子筛膜的CH₄/H₂S的分离因子分别为6.71和12.85。     

二次生长法制备高分离性能的PHI分子筛膜

通过二次生长法在α-Al2O3支撑体表面合成了PHI分子筛膜,考察了晶种合成方式、二次生长合成温度及时间对形成PHI分子筛膜的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成膜进行表征.结果表明:载体表面合成出了PHI分子筛;二次生长法合成出的PHI分子筛膜连续、致密,膜厚约为20 μm.利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇/水体系进行分离性能的研究,同时考察原料液中水含量对所制备的PHI分子筛膜的分离性能的影响.结果表明:PHI分子筛膜对几种醇水体系都具有良好的分离效果,随着水含量的增加,水的渗透通量呈增大趋势,乙醇和甲醇的理想分离因子有所降低,异丙醇和叔丁醇的理想分离因子增大.     

合成微孔磷酸铝分子筛AlPO4-CJ2的新路径研究

采用水热晶化法首次在不添加有机模板剂的情况下,通过改变反应原料,用亚磷酸作磷源,合成出了微孔磷酸铝AlPO4-CJ2.经过单晶结构分析证实了粉末X-射线衍射(XRD)的结果.并用一系列对比实验对影响AlPO4-CJ2的诸多合成因素进行了研究.结果表明,氟化铵在合成中起着关键作用.在NH4F存在下,使用几种不同有机胺均可以合成AlPO4-CJ2.     

分子结构对聚酰亚胺膜分离CO_2/CH_4性能的影响

气体在致密高分子膜中的渗透过程与高分子的链段活动性和自由体积有关,高分子的链段活动性越大,气体的扩散越容易,气体的透过速度越快,高分子自由体积增大,气体的溶解系数增大,扩散速率加快,透气速率上升．因此,为了得到高选择性和高透气性的分离膜,可对其化学结...     

高质量AlPO4-5分子筛单晶的螯合剂法合成与表征

考察了几种螯合剂对AlPO4-5分子筛单晶合成的影响，结果表明，用邻苯二酚，乙酰丙酮，水杨醛为螯合剂可以得到高质量的，尺寸较大的分子筛单晶，其作用机理可能与它们加入到分子筛合成体系中，改变了溶胶中铝的配位数或产生了铝的螯合物有关。     

磷酸铝分子筛AlPO4-12的合成与性能研究

用乙二胺作模报剂,在水热体系中合成了磷酸铝分子筛ＡＩＰＯ４－１２,考察了反应混合物的初始ＰＨ值和乙二胺用量对产物结晶相的影响,产品的化学组成与文献值吻合。用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＩＲ、ＤＴＡ、化学分析和吸附等方法,对样品进行了表征及物化性能的研究,用丙酸与正丁醇的酯化为典型反应,考究了ＡＩＰＯ４－１２分子筛的催化性能,实验结果表明,ＡＩＰＯ４－１２具有良好的吸附性能、很高的热稳定性（骨架倒塌温度为９９７     

AlPO4-5分子筛中二氯苯吸附的分子模拟

采用巨正则蒙特卡罗法（GCMC）研究了二氯苯异构体在AlPO4-5中的吸附，得到了有关吸附热、吸附等温线及吸附位等信息.结果表明，在373 K时，邻二氯苯的吸附量高于对二氯苯；而在523和573 K时，对二氯苯的吸附量高于邻二氯苯.二氯苯的平均势能随着吸附量的增加而降低.讨论了二氯苯异构体在AlPO4-5中的吸附量与它们在分子筛中的排列方式的关系.     

含硼MFI型分子筛膜制备与渗透汽化性能研究

采用二次生长法在廉价的多孔莫来石管状支撑体上合成了含硼MFI(B-MFI)分子筛膜。通过XRD、FTIR、ICP-AES、11BMAS NMR和SEM对形成膜和粉末进行表征,并考察了溶胶nB/nSiO2比、料液温度和浓度对分子筛膜渗透汽化性能的影响。表征结果证实BO4存在于MFI晶体骨架中。溶胶nB/nSiO2比对膜层微结构和渗透汽化性能有较大影响。B-MFI型分子筛膜选择性地从水溶液中透过有机物,在60℃、质量分数5%丙酮/水和乙醇/水体系的分离因子分别为260和70,均高于同等条件下制备的silicalite-1分子筛膜。     

用固体核磁共振研究Al/P>1的磷酸铝分子筛AlPO4-5

用固体高分辩核磁共振（ＮＭＲ）方法对一系列Ａｌ／Ｐ＞１的新型磷酸铝分子筛ＡｌＰＯ４－５中磷和铝的结构状态及联结方式进行了研究，＾２７Ａｌ和＾３１Ｐ ＮＭＲ都给出了在分子筛骨架中存在有Ａｌ－Ｏ－Ａｌ联结方式的实验证据，寓示着在该体系中Ｐ和Ａｌ的排布不再遵循Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ规则。     

AlPO4-5分子筛模板剂的量子化学计算

以23种有机分子作为模板剂用于AlPO₄-5分子筛的合成,利用分子图形技术研究这些有机分子的形状和尺寸,采用量子化学PM3方法研究这些有机分子的电子性质,计算它们与AlPO₄-5分子筛骨架模型簇之间的相互作用能。结果表明,量子化学计算数据可以作为寻找合成AlPO₄-5分子筛新型模板剂时的重要参考依据。     

两步变温法微米晶种诱导合成高性能的T型分子筛膜

在预涂自制微米晶种的多孔管状莫来石支撑体表面上,采用两步变温法诱导合成T型分子筛膜。在溶胶配比nSiO2∶nAl2O3∶nNa2O∶nK2O∶nH2O=1∶0.05∶0.3∶0.1∶30合成条件下,通过变温晶化过程成功制备出高性能的T型分子筛膜。XRD和SEM结果表明,该法可在支撑体表面上较快地形成一层连续致密的纯相T型分子筛膜层,较大缩短了膜合成时间和提高了膜致密性。在优化条件下所合成的膜具有优异的渗透汽化性能,且膜制备的重复性良好。75℃时,在水/异丙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别高达4.25 kg.m-2.h-1,7600;在水/乙醇(10/90,w/w)混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别为2.87 kg.m-2.h-1,1 900。     

C5烷烃分子在AlPO4-5分子筛中吸附的分子模拟研究

采用分子水平计算机模拟方法研究了环戊烷、正戊烷和2－甲基丁烷在AlPO4-5分子筛中的吸附，得到了有关吸附平衡常数、吸附热、吸附等温线以及平均势能等。结果表明，在373 K，2－甲基丁烷的饱和吸附量高于其他两种异构体；473 K，环戊烷的饱和吸附量高于其他两种异构体；573 K，在所测试的压力范围内，环戊烷的吸附量都高于其他两种异构体，2－甲基丁烷的吸附量高于正戊烷。C5烷烃分子在AlPO4-5中吸附量的不同是由于他们在分子筛中的排列方式不同而引起的。低吸附量时C5烷烃分子平均势能不随吸附量变化；高吸附量时平均势能随着吸附量的增加而降低；而2－甲基丁烷和环戊烷分子的平均势能变化更加明显。     

高质量AlPO4 -5分子筛大单晶的合成与表征

The AlPO4-5 molecular sieve has been synthesized hydrothermally by using tripropylamine (TPA) as the template, and pseudoboehmite and orthophosphoric acid as aluminum and phosphorus sources, respectively. The single crystals of AlPO4-5 with different sizes have been obtained by varying the molar ratio of reactants and the crystallization conditions (such as the temperature and time). The typical molar ratio of the reactive mixture is Al2O3∶P2O5∶TPA∶C2H5OH∶H2O∶HF=1∶1.2∶2.66∶80∶1000∶0.7, and perfect AlPO4-5 large single crystals with the maximum length up to 2.0 and 0.31 mm transverse dimension have been prepared by crystallizing the mixture at 457 K for 48 h. Scanning Electron Microscopy (SEM) has been employed to observe the sizes and morphologies of the large single crystals of AlPO4-5. The structure of AlPO4-5 single crystal has been refined by the SMART 1000 single crystal diffractometer.     

SSZ-13分子筛膜的制备方法及其气体分离

SSZ-13分子筛具有CHA构型和3维八元环孔道结构,窗口尺寸约0.38 nm×0.38 nm。相比CH₄和N₂,SSZ-13分子筛对CO₂具有优先吸附选择性,适用于CO₂/CH₄、CO₂/N₂等体系的气体分离。SSZ-13分子筛膜的制备方法主要有原位晶化法、二次生长法、微波合成和分子筛转晶法等。高硅SSZ-13分子筛膜的疏水性随着硅铝比的增加而增加,膜层变得更加致密,缺陷减少,气体分离选择性增加。本文梳理了高硅SSZ-13分子筛膜的制备方法和气体分离的机理,分析了支撑体、合成条件、Si/Al比、测试条件和分离体系等因素对高硅SSZ-13分子筛膜气体分离的影响,展望了高硅SSZ-13分子筛膜今后的发展方向。     

清液体系中T型分子筛膜的高重复性合成与渗透汽化性能

以自制微米级分子筛为晶种,在清液体系中成功合成出高性能的T型分子筛膜,考察了硅铝比、水硅比、碱度及合成温度与时间等条件对膜的生长和渗透汽化性能的影响.结果表明,在摩尔组成为1SiO₂:0.015Al₂O₃:0.41(Na₂O+K₂O):30H₂O的清液体系中,于423K晶化6h的条件下可较快地形成一层厚度为5μm的连续致密纯相T型分子筛膜,较大缩短了膜合成时间且提高了膜致密性.在优化条件下所合成的膜具有优良的分离性能和高重复性.348K时,在10wt%水-90wt%异丙醇混合物体系中膜的渗透通量和分离因子分别高达4.20kg/(m²·h)和7800.     

离子热法制备多级孔AlPO_4-5分子筛

采用离子热法,以磷酸为磷源,γ-Al_2O_3为铝源,在1-丁基-3-甲基溴化咪唑离子液体中于320℃反应10 min内快速合成了多级孔AlPO_4-5分子筛,其结构和形貌经傅里叶红外光谱(FT-IR),X-射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),氮气物理吸-脱附(BET)和透射电镜(TEM)表征。     

浓凝胶转换法制备纳米SAPO-34及其CH4/N2吸附分离性能研究

通过浓凝胶转换法合成了一种厚度约为50 nm, 大小约为200 nm的纳米片状SAPO-34分子筛, 经XRD, SEM, ICP和氮气(77 K)吸附-脱附等方法对其进行了表征, 结果显示, 相比于微米级立方体形的SAPO-34 (2 μm), 本文合成的纳米片状SAPO-34表现出更高的比表面积(818.68 m²/g)和孔容(0.57 cm³/g). 比表面和孔容积的增大使其气体吸附容量得到较大的提升, 其中CH₄的吸附容量达到25.74 cm³/g, 提升了60%, 高于绝大多数分子筛吸附剂, 同时CH₄/N₂的吸附选择性未出现明显下降(3.1), 且达到商用吸附剂水平(＞3.0). 通过CH₄/N₂(体积比1∶1, 298 K)混合气体穿透测试证明所合成的纳米SAPO-34是一种有效的CH₄/N₂分离吸附剂, 在煤层气富集脱氮工业中具有极大的应用潜力.     

多孔SiC陶瓷微孔道内合成Silicalite-2分子筛膜

榉木经高温热解转化为生物碳模板, 通过液相渗硅反应工艺制备了保持木材微观结构的多孔SiC陶瓷. 在生物形态多孔SiC陶瓷载体上采用原位沉积晶种-二次生长法在其微孔道内壁形成了一层5 μm厚的Silicalite-2分子筛膜. 利用XRD, SEM和BET对复合材料的相组成、微观结构和比表面积进行了表征, 研究了水热晶化温度对原位沉积晶种和二次生长成膜的影响. 经原位沉积(120 ℃, 36 h)晶种涂层后在载体孔道表面形成了一层球形颗粒堆积的连续晶种层, 经170 ℃, 36 h的二次生长, 晶种不断长大并交织生长形成连续致密单层分子筛膜. 在多孔SiC陶瓷微孔道中沿垂直于载体表面方向形成了一层对齐排列的Silicalite-2棒状晶体, 颗粒生长主要沿晶体的最长轴[101]方向进行. Silicalite-2/SiC复合孔结构材料的微孔体积为0.013 cm³/g, BET比表面积为43.2 m²/g, 而相应的分子筛负载量为9.5%.     

预涂布晶种法合成无缺陷A型分子筛膜的研究

采用一种颗粒度约为200nm的胶态A型分子筛为晶种源,对晶种层进行特殊的蒸气处理后,进一步采取原位水热晶化法,在多孔氧化铝载体表面制备出A型分子筛膜。膜分子筛以特殊的孪生聚晶形式生长在一起,可有效地消除晶粒间隙,形成致密的分子筛膜层。晶化反应液的碱度对A型分子筛膜的质量影响很大,低碱度更有利于A型分子筛膜的生长。在对分子筛膜进行高温活化处理过程中产生一些缺陷孔,降低了膜气体分离性能。     

Cu-Fe-MgO/AlPO_4-5对甲醇水蒸气重整制氢的催化性能研究

以AlPO_4-5分子筛为载体,采用浸渍法制备Cu-Fe-MgO/AlPO_4-5催化剂,用于催化甲醇和水蒸气重整反应制氢气。采用XRD、N2吸附-脱附、H2-TPR、CO2-TPD和NH3-TPD等对催化剂进行表征。结果表明,加入Fe可以明显提高甲醇的转化率,但副产物二甲醚的选择性也增加,添加MgO对降低二甲醚具有明显的作用,但不能提高甲醇的转化率。AlPO_4-5负载Cu、Fe和MgO的质量分数分别为15%、6%和1%时具有较高的催化活性,在反应温度300℃、水醇物质的量比为1.1∶1和质量空速2.51 h~(-1)的条件下,对甲醇的转化率为93.08%,二氧化碳和氢气的选择性分别为95.80%和96.93%,对副产物一氧化碳和二甲醚的选择性分别为1.70%和2.51%。表征结果表明,Cu-Fe-MgO/AlPO_4-5同时含有弱酸弱碱和强酸强碱中心,适量的MgO增加了强碱中心的量,降低弱酸中心的强度,但对强酸中心影响不大。