两步变温晶种法制备丝光沸石膜及其渗透汽化乙酸脱水性能

在水热晶种法基础上采用两步变温晶化以高水硅比(n_H2O/n_SiO2)稀溶液配方为合成液,研制用于渗透汽化(PV)乙酸脱水的丝光沸石膜(MOR膜),考察了变温晶化各段时间、水硅比与氟离子对MOR膜的形貌与分离性能的影响规律。结果表明：高温段晶化时间、水硅比与氟离子对MOR膜的形貌、结晶度和膜层厚度产生显著影响,并影响MOR膜渗透气化分离性能;在高温段(150℃)和低温段(120℃)的晶化时间分别为18和6 h,在水硅比为60且含氟离子体系中所制备的MOR膜的性能最佳,其对质量分数50%的乙酸水溶液的渗透通量和分离系数分别为1.45 kg·m^-2·h^-1和1 008。     

两步变温晶种法制备丝光沸石膜及其渗透汽化乙酸脱水性能

在水热晶种法基础上采用两步变温晶化以高水硅比(n_H2O/n_SiO2)稀溶液配方为合成液,研制用于渗透汽化(PV)乙酸脱水的丝光沸石膜(MOR膜),考察了变温晶化各段时间、水硅比与氟离子对 MOR膜的形貌与分离性能的影响规律。结果表明：高温段晶化时间、水硅比与氟离子对MOR膜的形貌、结晶度和膜层厚度产生显著影响,并影响MOR膜渗透气化分离性能;在高温段(150 ℃)和低温段(120 ℃)的晶化时间分别为 18和 6 h,在水硅比为 60且含氟离子体系中所制备的 MOR膜的性能最佳,其对质量分数50%的乙酸水溶液的渗透通量和分离系数分别为1.45 kg·m^-2·h^-1和1 008。     

用水热法在氧化铝陶瓷膜管上原位合成丝光沸石膜

The mordenite membrane was prepared on a α-Al 2O 3 tube by in situ hydrothermal synthesis. The crystallization was carried out at 443 K for 2～4 days. Silica sol and sodium aluminate were used as the sources of silica and alumina, respectively, and tetraethylammonium bromide (TEABr) as the template. The molar composition of the parent solution was 11 4Na 2O∶1 0Al 2O 3∶40SiO 2∶2500H 2O∶1 5TEABr. SEM and XRD were used to characterize the powder product and the composite membrane. The synthesized mordenite membrane proved to be in a full coverage and an excellent intergrowth. The mordenite crystals were about 20～30 μm and the thickness of the mordenite membrane was 30～40 μm. Based on the SEM pictures of the membrane in the early stage of hydrothermal synthesis, a growth model for the mordenite membrane was assumed. At first a gel layer was formed on the surface of the alumina tube. Nucleation took place in the gel layer but not at the interface of the gel layer and bulk solution. The gel layer provided the nutrients for the growth of zeolite crystals. After the gel layer was consumed completely, the zeolite crystals or membrane were exposed to the bulk solution. The membrane separation test on the mordenite membrane showed that the permeances of pure H 2 and N 2 at 298 K were 6 92×10 -7 and 1 81×10 -7 mol/(m 2·s·Pa), respectively. The ideal selectivity of H 2/N 2 was 3 82, which is higher than that of Knudsen mechanism. It suggested that the mordenite membrane had the ability of molecular sieving.     

小晶粒丝光沸石膜的制备与表征

 以四乙基溴化铵为模板剂，硅溶胶和铝酸钠分别为硅源和铝源，用水热合成法在氧化铝载体上合成出丝光沸石膜．用扫描电镜、X射线衍射和核磁共振等手段对所制得的沸石膜进行了表征，证明其交联良好、覆盖完全、附着强度高．通过采用晶化母液老化的方法，可使丝光沸石晶体的大小从20～30μm减小到4～5μm．小晶粒丝光沸石膜的渗透分离性能与大晶粒丝光沸石膜相比有较大的提高，其H2／N2的理想分离系数从3．82提高到9．80．丝光沸石膜在醇／水混合体系中能选择性地透过水，对水／甲醇、水／乙醇、水／正丙醇和水／异丙醇体系的最大分离系数分别为2600（水的摩尔分数xw＝50％，T＝323K），5500（xw＝50％，T＝343K），6000（xw＝15％，T＝343K）和6800（xw＝50％，T＝343K）．     

高渗透性能丝光沸石膜的合成及在醇/水分离体系中的应用

 以四乙基溴化铵为模板剂，用原位水热合成法在α－Al2O3陶瓷\r\n管上合成出丝光沸石膜，系统研究了合成母液的组成、晶化时间、老化\r\n时间、硅源和铝源以及氟化钠助剂的添加等因素对丝光沸石膜成膜和表\r\n面形貌的影响．结果表明，老化可使成膜沸石的晶粒从30μm减小到5μ\r\nm；添加氟化钠也能减小晶粒的大小；使用异丙醇铝为铝源能制得高度\r\n定向的丝光沸石膜．提出了丝光沸石膜的成膜机理，认为成核发生在载\r\n体表面，凝胶层的晶化过程是从载体的表面开始,不断转化,充分生长后达到凝胶层的表面. 丝光沸石膜对醇/水混合体系的分离研究表明,水/甲醇、水/乙醇、水/正丙醇和水/异丙醇的分离因子分别可达到1500(323 K,水含量xw=15%),4200(343 K,xw=15%),4200(343 K,xw=50%)和3400(343 K,xw=50%),所合成的丝光沸石膜能选择性地透过水,对醇/水混合物有较高的分离系数.     

干法合成纯硅丝光沸石

在Ｎａ２Ｏ－ＳｉＯ２－ＥＡ体系中利用干法首次成功地合成了纯硅丝光沸石，采用ＸＲＤ，ＳＥＭ及ＩＲ等仪器分析方法对产物的结构，形貌，红外有架振动及稳定性等进行了表征。实验结果表明，干法合成的纯硅丝光沸石具有良好的耐酸性；与水热体系合成的丝光沸石相比，干法得到的丝光沸石的晶胞体积出现较明显的收缩趋势。     

间歇式水热合成制备丝光沸石膜及其异丙醇脱水应用

采用市售廉价大孔α-Al₂O₃管作为基质材料，通过热浸渍法在管外表面涂敷晶种，随后在无模板剂体系下，利用新型的间歇式水热合成法制备丝光沸石膜。对比了传统加热和间歇式加热对丝光沸石膜形貌、结构及渗透蒸发异丙醇脱水分离性能的差异。考察了合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比在间歇式水热合成下对丝光沸石膜的影响。研究结果表明，当合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比分别为0.24、16.7和0.25时，制备的丝光沸石膜渗透蒸发异丙醇脱水分离性能最佳，在75℃下，对异丙醇/水(9∶1，w/w)的渗透通量达5.60 kg·m^-2·h^-1，水对异丙醇的分离因数大于10 000。     

间歇式水热合成制备丝光沸石膜及其异丙醇脱水应用

采用市售廉价大孔α-Al₂O₃管作为基质材料,通过热浸渍法在管外表面涂敷晶种,随后在无模板剂体系下,利用新型的间歇式水热合成法制备丝光沸石膜。对比了传统加热和间歇式加热对丝光沸石膜形貌、结构及渗透蒸发异丙醇脱水分离性能的差异。考察了合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比在间歇式水热合成下对丝光沸石膜的影响。研究结果表明,当合成液中Na₂O/SiO₂、SiO₂/Al₂O₃和NaF/SiO₂物质的量之比分别为0.24、16.7和0.25时,制备的丝光沸石膜渗透蒸发异丙醇脱水分离性能最佳,在75℃下,对异丙醇/水(9:1,w/w)的渗透通量达5.60 kg·m^-2·h^-1,水对异丙醇的分离因数大于10 00...     

含氟体系下高性能丝光沸石分子筛膜的制备及其性能

采用热涂-浸渍法在大孔α-Al2O3载体上形成薄且致密的晶种层,然后在不添加有机模板剂的含氟条件下二次水热生长法制备了高性能丝光沸石分子筛膜,考察了NaF含量、硅/铝比对丝光沸石分子筛膜形貌和性能的影响.将摩尔组成为6Na2O:1.2Al2O3:30SiO2:780H2O:1.5NaF条件下合成的丝光沸石分子筛膜用于渗透汽化分离91.5%乙醇/水体系,在渗透汽化温度70°C、真空度为400Pa条件下,分离因子和通量分别达到了6872和0.51kg/(m2·h);另外,在分离异丙醇/水、乙酸/水体系时,渗透侧水浓度达到了100%(在色谱检测极限范围内),该分离系数是目前报道的丝光沸石分子筛膜分离的最佳值,并在乙酸浓度为1mol/L的乙醇水溶液中表现出良好的耐酸性.该膜有望作为膜反应器在乙酸乙酯等酯类的生产中大大提高转化率.     

过氯乙烯膜渗透汽化性能的研究

将过氯乙烯（ＣＰＶＣ）作为渗透汽化膜材料，用于分离乙醇／水溶液，研究了膜对水和乙醇的吸附溶解性能，对乙醇／水溶液的分离性能，分离温度对膜分离性能的影响。发现过氯乙烯膜优先透水，对乙醇／水溶液选择性高而透量较小。膜的稳定性较好。     

NaA分子筛膜的制备及其渗透蒸发性能

采用喷涂法在多孔α-Al2O3载体上制备了NaA分子筛膜(M),其结构和形貌经SEM和XRD表征。对M的渗透蒸发性能进行了研究,结果表明:喷涂时间和晶种浓度是影响M渗透蒸发性能的关键因素。在喷涂时间为30 s,晶种浓度为1 wt%的最佳条件下制备的M,在348 K时对90 wt%乙醇的渗透通量为2.64kg·m-2·h-1,分离因子>10 000。     

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。     

T型分子筛膜的合成、表征与渗透汽化性能

采用二次生长法,在不锈钢、α-Al₂O₃和莫来石多孔管状支撑体上分别合成了高渗透汽化性能的T型分子筛膜。考察了合成条件如合成时间、n(SiO₂)/n(Al₂O₃)、n(H₂O)/n(Al₂O₃)和硅源等对T型分子筛膜形成和分离性能的影响。通过XRD和SEM表征了膜的晶相和形貌。     

双阳离子体系高通量丝光沸石膜的合成及其乙酸脱水应用

采用多种表征技术详细研究了碱金属阳离子对丝光沸石分子筛膜生长和渗透汽化性能的影响.结果表明,Li+、Na+、K+和Cs+以及Na+-Li+、Na+-K+和Na+-Cs+的不同离子组合对丝光沸石分子筛膜的形貌和性能有很大影响.研究发现,碱金属阳离子通过促进硅在初始凝胶中的溶解,在硅铝酸盐的重排过程中起到结构导向作用,进而...     

利用原位水热合成在二氧化硅陶瓷管上制备高性能的Silicalite-1分子筛膜

 利用原位水热合成法在二氧化硅陶瓷管上成功制备出高性能的silicalite-1分子筛膜,并利用扫描电子显微镜进行了表征. 结果表明,在二氧化硅陶瓷管上合成的分子筛膜比在氧化铝陶瓷管上合成的分子筛膜具有更高的分离性能和热稳定性,说明二氧化硅载体更适合制备高性能的silicalite-1分子筛膜.     

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。