小分子无机气体在NaA分子筛膜上的渗透分离性能

采用多次合成的方法，在微波加热15min下合成出较为致密的A型分子筛膜。经过四次合成的分子筛膜上H2/N2和H2/CO的理想分离系数分别为4．33和4．64，高于努森扩散值(分别为3．74和3．74)，表明膜是连续致密的。     

NaA分子筛膜蒸汽渗透促进丙烯酸/乙醇的酯化反应

以对甲苯磺酸为催化剂,利用亲水性NaA分子筛膜蒸汽渗透过程,选择性地将丙烯酸和乙醇酯化反应产物中的水原位分离出反应器,打破反应平衡限制,使反应不断向右进行,反应15 h丙烯酸转化率达到100%。     

澄清溶液中NaA型分子筛膜的合成及气体渗透性能

The use of zeolite membranes in separation or combined reaction and separation processes is very attractive. Advantages of using such a type of membranes include their ability to discriminate molecules based on the molecular size and their stability[1]. In the past ten years, most efforts were involved in the synthesis and permeation studies of MFI zeolite membrane[2, 3]. Recently, NaA zeolite membrane has attracted much attention because of its high potential in the dehydration of organic liquids[4]. However, few gas permeation results were reported[5]. Furthermore, most of the NaA zeolite membrane was synthesized from gel[4]. In this letter, the synthesis of NaA zeolite membrane from clear solution and its gas permeation properties are reported.     

NaA膜渗透汽化技术在三聚甲醛脱水中的应用

采用NaA膜对三聚甲醛溶液渗透汽化脱水,对比了不同温度下渗透通量和分离性能的变化,研究了甲醛对混合物脱水分离的影响。结果表明NaA膜可将三聚甲醛和水的二元体系含水量从32 wt%降至0.15 wt%,将三聚甲醛、甲醛和水三元体系的含水量从28 wt%降至1.5 wt%,表现出了良好的分离性能;同时使用NaA膜渗透汽化技术无需添加萃取剂,并解决了三聚甲醛溶液共沸分离的难题。     

碱处理载银NaA分子筛的制备及抗菌性能研究

本研究以碱处理NaA分子筛为载体,选取Ag<'+>为抗菌成分,通过液相离子交换法,制备了碱处理载银NaA分子筛抗菌剂.采用XRD、BET和ICP等手段对样品的结构和载银量等性质进行了表征,并考察了样品的缓释性能、抗变色性能及抗菌性能等.结果表明:碱处理NaA分子筛保持了原有的分子筛骨架结构,Si/Al比值下降到1.1,...     

二氧化硅陶瓷管上silicalite-1分子筛膜的制备及其分离性能

利用原位水热合成在二氧化硅陶瓷管上制备出高性能的silicalite-1分子筛膜。使用溶液填充方法后,膜的平均透量提高了25％,60℃分离乙醇／水混合物时膜的透量和分离系数分别为0.99kg／（m^2·h）和73。实验结果表明,二氧化硅陶瓷管上制备的分子筛膜具有很高的热稳定性和制备重复性,平均透量和分离系数的相对标准偏差（R.S.D.）分别为9.6％和5.6％。这一结果显示,二氧化硅载体更适合制备高性能silicalite-1分子筛膜。     

高性能silicalite-1分子筛膜的合成及其渗透汽化性能

采用两步原位水热合成法在新型多孔二氧化硅陶瓷管上成功合成出高性能的silicalite-1分子筛膜, 60℃时乙醇/水的分离系数达到了84, 透量达到了0.56 kg/(m²·h). 利用扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征; 研究了不同合成条件对silicalite-1分子筛膜乙醇/水分离性能的影响. 实验结果表明, 在相同的合成条件下, 利用甘油-水的混合溶液填充陶瓷管载体后, 可以提高膜的平均透量约26%. 多次活化结果表明, 二氧化硅载体上合成的分子筛膜以活化速率4℃/min升温到400℃并活化5 h, 仍然保持原来的分离选择性. 由此说明, 二氧化硅载体更适合高性能silicalite-1分子筛膜的制备.     

澄清溶液体系二次生长法NaA型沸石膜的生长机制及膜厚的控制合成

用晶种涂层二次生长成膜法研究了在含水量不同的澄清溶液合成体系中NaA型沸石膜的生长及沸石膜厚度的控制合成.用SEM,TEM和XRD表征手段分析了沸石膜的形成过程和微结构.在载体表面不涂晶种而直接合成则不易形成连续沸石膜;用晶种涂层二次法可以很容易形成均匀的连续膜.合成液中水量的高低强烈影响沸石膜的生长速率、形成结构和膜的厚度.在高水量(水硅摩尔比为2000)的合成体系中沸石生长速率慢,膜主要通过晶种层中的晶粒长大,交织成膜,且膜只有一层结构;而在低水量(水硅摩尔比为750)的合成体系中沸石生长速率快,膜则通过晶种层表面晶粒向外生长、交织成膜,而膜具有两层结构.通过调变合成液的水量可有效地控制沸石膜层的厚度,并能制得非常均匀、连续的膜.     

NaA分子筛膜催化剂上CO和C2H4混合气的选择性氧化反应

采用二次水热法,在Pt/Al2O3球形催化剂颗粒上合成了致密的NaA分子筛膜.分别以X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的分子筛膜催化剂结构及形貌进行表征,结果显示经二次合成的Pt/Al2O3球形催化剂颗粒上均匀地覆盖一层致密、均一的NaA分子筛膜,膜的厚度约为20 μm.将合成的NaA分子筛膜催化剂用于CO和C2H4混合气氧化反应,考察了催化剂表面分子筛膜对反应物分子的选择性,在最优条件下,CO对C2H4的氧化反应选择性始终维持在96%.这种复合膜催化剂可用于选择性除去C2H4,原料气中的CO.     

NaA分子筛膜催化剂上CO和C2H4混合气的选择性氧化反应

Defect-free zeolite NaA membranes were coated onto the surface of spherical Pt/Al2O3 particles using a two-step hydrothermal method. The structure and morphology of the synthesized composite catalysts were characterized using XRD and SEM techniques, respectively. The results indicated a layer of compact and uniform NaA molecular sieve membrane with a thickness of about 20 滋m was coated on the spherical Pt/Al2O3 particles after the two-step hydrothermal synthesis. The prepared NaA membrane coated catalysts were used in the oxidation of a mixture of CO and C2H4 to study the reactant selectivity over the coated zeolite NaA membranes. Under the optimized conditions, the oxidation selectivity for CO over C2H4 on the composite catalyst was as high as 96%. The feasible application of this composite membrane coated catalyst to the selective removal of CO in the presence of C2H4 was anticipated.     

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。     

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。     

二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征。实验预先利用热浸渍法在α-Al_2O_3多孔载体管外表面引入NaA沸石分子筛晶种,再通过二次生长法合成NaA沸石分子筛膜。用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征载体管和NaA沸石分子筛及膜的形貌和结构,并利用渗透蒸发乙醇脱水膜分离装置测试膜的分离性能。通过本实验使学生了解膜分离技术这一科学前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验涵盖合成、表征及性能测试,知识要点多、学科覆盖面广,有利于提升学生的实践操作能力、创新意识和综合运用知识的能力。     

在多孔γ-Al2O3氧化铝载体上微波合成NaA分子筛膜及气体渗透分离性能

The paper presented novel synthesis of NaA zeolite membrane with good performance using microwave heating. The method involved two steps, prior seeding 120 nm of LTA crystals on substrate and then employing a secondary hydrothermal synthesis. Effects of seeding times, synthesis time and synthesis times were investigated in this work. The quality evaluation of membranes respectively used single component gases (HE and N2) and H2/N2 (equivalent volume) mixture. The ideal H2,/N2 selectivity increased from 1.90 of the substrate to 6.37 of the three-stage synthesized membrane, which was distinctly higher than the corresponding Knudsen diffusion selectivity of 3.74. However, the real H2/N2 selectivity of the three-stage synthesis was much lower than the corresponding ideal selectivity and close to the corresponding Knudsen diffusion selectivity of 3.74.     

莫来石管上丝光沸石膜的合成与渗透汽化性能

采用不添加有机模板剂、配比为n_(Na_2O):n_(Al_2O_3):n_(SiO_3):n_(H_2O)=0.25:0.015～0.1:1:15～60溶胶,在涂有晶种的多孔莫来石管上水热合成出了丝光沸石膜。制备的膜经XRD和SEM表征。考察了合成时间、硅铝比、水硅比和硅源等因素对膜生长及其性能的影响。合成时间的延长有利于丝光沸石c轴方向的优先生长,然而优先取向生长膜层并未提高膜在水/乙醇分离体系中的渗透通量和选择性。优化条件下合成的膜具有较高的渗透汽化性能,在348 K、水/乙醇(10/90,W/W)混合溶液中的渗透通量和分离因子分别为0.70 kg·m~(-2)·h~(-1)。和860。基于XRD和SEM表征结果,高的渗透汽化性能可归结于在莫来石支撑层与较为疏松的表面晶体层之间形成的致密中间层。     

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。     

用亚微米级晶种涂层法合成NaA沸石膜及其结构表征

 在大孔α-Al2O3陶瓷管载体上,采用亚微米级晶种涂层法在澄清溶液体系中二次生长成膜,制备了NaA沸石膜. 采用TEM,SEM和XRD等手段对晶种、陶瓷载体及沸石膜的结构、晶体形貌和成膜情况进行了表征. 结果表明,合成晶种的晶粒呈立方体,颗粒小(约150 nm)而均匀,无杂晶,可作为晶种在载体上进行预涂. 载体的孔径大而不均匀,表面粗糙不平整,直接成膜则表面仅有较少的沸石晶粒沉积,不能连续成膜. 经亚微米级晶种涂层后,载体表面形成了一层均匀、光滑的晶种层(厚度为2～3 μm); 水热晶化成膜后,膜表面晶粒相互交织生长完好,无晶间隙,所得膜致密,连续,规整,清晰,无裂缺. 该法是一种制备沸石膜的好方法.     

Synthesis of Compact NaA Zeolite Membrane by Microwave Heating Method

A continuous and dense NaA zeolite membrane was synthesized by microwave heating method while employing a multi-step seeding LTA zeolite with the average size of 120 rim. The gas H2/N2 mixture separating results indicated that the mixture selectivity increased with increasing of synthesis times. In addition, selectivity of the three-step synthesis was higher than the value(3.74) expected from Kundsen diffusion.     

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。