Sr^(2+)交换调控ETS-4分子筛选择性吸附CH_(4)中N_(2)性能

以正硅酸四乙酯为硅源、三氯化钛为钛源,采用水热法合成了Na-ETS-4材料,并通过Sr^(2+)交换和热处理制备了不同Sr^(2+)交换度的改性Sr-ETS-4样品;采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱(XRF)、热重-差热(TGA-DSC)和拉曼光谱等手段对样品进行了分析表征;实验测定结合分子模拟的方法研究了改性前后分子筛样品对N_(2)和CH_(4)的吸附性能。结果表明:合成的Na-ETS-4与Sr-ETS-4样品均呈现片状堆叠的晶体结构;随着Sr^(2+)交换度的增加,改性Sr-ETS-4样品的热稳定性提高,N_(2)吸附速率增加,Sr-ETS-4-0.10-270样品的吸附速率常数较Sr-ETS-4-0.02-270样品提高了32倍,且N_(2)平衡吸附量逐渐上升。模拟计算结果也表明,Sr^(2+)交换改性可以增加ETS-4分子筛对N_(2)的吸附容量与N_(2)/CH_(4)分离因子。离子交换和热处理对ETS-4分子筛的调控显著提升了N_(2)/CH_(4)的平衡及动力学选择性,有助于实现天然气中N_(2)的选择性吸附分离。