MFI型沸石分子筛膜在膜分离领域的应用

分离技术作为化工生产过程中的基本操作单元,为现代工业提供了大量的净化产品。分子筛膜的制备与使用已逐渐发展起来,已是当今薄膜科技发展的热点。MFI是目前研究最广泛和最成熟的一种分子筛,具有独特的孔道结构,不同取向的MFI沸石分子筛膜具有不同的分离效果。MFI分子筛膜已逐步应用于工业中各领域的分离中。本文总结了近年来用于MFI型分子筛膜在膜分离领域的应用,主要从不同的分离原料对其分离性能进行了分析。最后,对MFI型分子筛膜的发展前景做出了展望。

ZrO_2和Al_2O_3支撑的MFI型沸石分子筛膜:支撑体材料对膜性能的影响

采用水热合成法,以纯SiO2为源物质,在介孔Y2O3掺杂的ZrO2(YZ)及大孔a-Al2O3支撑体上制备出高质量的MFI型沸石分子筛膜。通过H2/n-C4H10气体混合物的渗透分离和p-xylene的蒸发研究了不同支撑体上MFI型沸石分子筛膜分离性能。在较低温度范围,YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜中n-C4H10的渗透率比Al2O3支撑的膜高很多。最大n-C4H10与H2的分离率达到500。Al2O3支撑的膜中p-xylene的蒸发流量随时间下降很快,而YZ支撑的膜中的蒸发流量则变化缓慢。用XRD对膜的晶体结构进行分析,通过多种温度下热处理不同支撑体上的膜样品研究了其热稳定性与支撑体材料的关系。YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜的MFI 结构在1000C 后仍能保持,而Al2O3支撑的膜950C 时已完全转变为石英相。研究结果表明,YZ支撑的MFI型沸石分子筛膜比Al2O3支撑的膜表现出更好的厌水性,热稳定性以及抗阻塞性。

MFI型沸石分子筛膜的研究进展及应用

综述了MFI型沸石分子筛膜制备方法的研究进展,突出介绍了较为成熟的水热合成法、微波合成法以及气相转移法,讨论了MFI型沸石分子筛膜在应用方面具有优势的有机物提纯、气体分离以及催化反应的研究进展,并提出了MFI型沸石分子筛膜制备和应用方面一些亟待解决的问题。

MFI型沸石分子筛膜在膜分离领域的应用

分离技术作为化工生产过程中的基本操作单元,为现代工业提供了大量的净化产品。分子筛膜的制备与使用已逐渐发展起来,已是当今薄膜科技发展的热点。MFI是目前研究最广泛和最成熟的一种分子筛,具有独特的孔道结构,不同取向的MFI沸石分子筛膜具有不同的分离效果。MFI分子筛膜已逐步应用于工业中各领域的分离中。本文总结了近年来用于MFI型分子筛膜在膜分离领域的应用,主要从不同的分离原料对其分离性能进行了分析。最后,对MFI型分子筛膜的发展前景做出了展望。

b轴取向MFI型沸石分子筛膜的构筑与应用进展

综述了b轴取向MFI型沸石分子筛膜在构筑、应用方面的最新研究成果,从原位水热晶化法、二次水热晶化法和干胶转化法等方面总结了b轴取向MFI型沸石分子筛膜构筑方法,对比了构筑方法的优缺点;介绍了b轴取向MFI型沸石分子筛膜在分离与催化领域的应用进展;讨论了b轴取向分子筛膜目前面临的挑战和未来的发展方向。

动态水热合成b轴取向MFI型分子筛膜

在旋转烘箱中采用动态水热法,在不锈钢片支撑体上合成了连续的b轴取向MFI型分子筛膜,并运用扫描电镜和X射线衍射考察了合成釜转速、晶化温度和晶化时间对所得分子筛膜性能的影响.与静态水热法相比,动态水热合成过程中合成液的温差和浓度差大大降低,且合成液持续冲刷支撑体表面,使得动态法具有合成时间短、取向性好和分子筛颗粒粒径分布均一的优点.

支撑体材料对NaA型沸石分子筛膜形成的影响

采用水热合成法制备NaA型沸石分子筛膜，实验比较了(-Al2O3、ZrO2及TiO2三种支撑体对NaA型沸石分子筛膜形成的影响。XRD测定所合成的沸石分子筛膜是NaA型。SEM和渗透实验结果表明, 沸石分子筛膜的性能与支撑体有关, TiO2 优于ZrO2和(-Al2O3。在TiO2支撑体上所合成沸石分子筛膜的H2、N2渗透系数大小基本与膜两侧平均压力无关，理想分离系数约为8，高于Knudsen扩散分离因子3.74，表现有一定的分子筛分效应。

MFI型分子筛膜的制备与表征

用原位水热合成法在α Al2 O3 陶瓷管上合成出MFI型分子筛膜 .采用超声清洗的方法表征了分子筛晶体的附着强度 ,并用XRD和SEM等手段对分子筛膜进行了表征 .渗透数据表明 ,气体透过膜时不遵从努森扩散机理 ;此分子筛膜具有分子筛分作用 。

A型沸石分子筛膜微波合成及渗透汽化性能

The A-type zeolite membrane was synthesized on a porous TiO 2 support by using dip-coating and microwave heating.The influence of chemical composition of precursor on the formation of zeolite membrane was investigated.The results showed that the concentration of the precursor determines the performance of zeolite membrane.The zeolite A crystals and the surface morphology of membrane were characterized by XRD and SEM.For the zeolite membrane,the particle size on its surface and the thickness of top-layer was about 0.5?μm and 1?μm,respectively.The permeability of H 2 and N 2 hardly changed with pressure and its permselectivity of H 2 to N 2 was about 5,more than that of Knudsen diffusion.It suggested that the zeolite A membrane exhibits partial molecular sieving.According to pervaporation measurements by using H 2O/EtOH mixture,the flux and selectivity of the A-type zeolite membrane for 5% H 2O/95% EtOH(mass) mixture at 323?K was 0.335?kg·m -2 ·h -1 and 690,respectively.

原位法制备MFI型分子筛膜及其渗透性能

采用原位水热法在α-Al2O3支撑体上合成全硅MFI型分子筛膜,通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、单组分气体渗透性以及对二甲苯异构体的分离性能对分子筛膜的结构、形貌及其致密性进行表征。结果表明:采用优化条件制备出无缺陷MFI分子筛膜,即NaOH0.35g、SiO25g、四丙基氢氧化铵(TPAOH)25 mL,合成5～8 h;合成液中SiO2用量、NaOH用量及合成时间能显著影响MFI分子筛的晶体大小、膜层致密性及膜层厚度。通过优化后配方制备的MFI分子筛膜在300℃下对二甲苯的渗透性可达10.3×10-9mol/(m2·s·Pa),对二甲苯/邻二甲苯的分离因子为28.7;室温下,分子筛膜对H2/SF6的理想选择性达16.5。

铝硅酸溶液中NaA型沸石分子筛膜合成规律的研究

对支撑体预处理、制膜液碱度、晶化温度和晶化时间对NaA型沸石分子筛膜性能的影响进行了综合研究 ,得出较优的条件是 ;支撑体采用去离子水浸泡 ,在 90℃条件下晶化 5小时 ,制膜液摩尔组成为Na2 O :SiO2 :Al2 O3:H2 O =8:1:0 .2 :2 0 0。SEM表明所合成的NaA型沸石分子筛在支撑体表面紧密排列形成膜层 ,膜厚约为 3μm ;NaA型沸石分子筛膜的氢气和氮气的渗透系数几乎不随平均压力变化而改变 ,其理想分离系数约为 5 ,高于Knudsen扩散值 。

多孔玻璃表面原位水热合成b轴取向MFI型分子筛膜

采用原位水热合成法,直接用川丙基氢氧化馆(TPAOH)/川乙氧基硅炕(TEOS)/H20合成液在具有较大孔径(约O.I/-lm)的多孔玻璃载体表面合成b轴取向MFI型分了饰膜。考察了载体的放置方式对成膜的影响,结果表明,将多孔玻璃完伞浸入合成液中时,载休表囱片能得到零星分市的MFI细分子筛品休;而将多孔玻璃部分浸入合成液中时,在液面以上的载体表面获得了b轴取向MFI型分子饰膜,靠近液面的载体表由形成的MFI分子筛膜比较致密。优化了合成液的配比和合成时间,发现采用合成i夜配比0.64TPAOH:lTEOS:165H20时165oc合成3h,可以在多孔玻璃表面形成大面积连续的b轴取向MFI型分了筛膜。当合成时间延长至6h时,MFI剖分子筛膜层连续数密,但呈现随机取向。

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.

含氟体系中MFI型分子筛膜的制备及其乙醇/水分离性能

以氟化铵为矿化剂、四丙基溴化铵为模板剂,在负载晶种的钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维支撑体表面合成了MFI型分子筛膜,并用于乙醇/水的分离;系统考察了氟硅比(nNH4F/nSi O2)、合成时间等条件对膜分离性能的影响,在nNH4F/nSi O2为0.8、合成时间为8 h下合成出高性能膜,其通量达8.2 kg·m-2·h-1、乙醇/水分离因子为47;同时研究了MFI型分子筛膜在乙醇/水体系中的分离稳定性,揭示出该方法所合成膜表面无Si—OH,从而避免了Si—OH与乙醇反应而带来膜分离性能的下降。

GCMC模拟法研究MFI型分子筛膜的吸附特性

用二次生长法制备MFI型分子筛膜 ,并用XRD和SEM对其进行了表征 ,通过测试氮气、氧气、氩气、氖气、氦气在分子筛膜上吸附的相对密度和相对压力相关数据 ,根据数据绘制的吸附等温线 ,都类似于反正切曲线。同时 ,也应用GCMC法 ,计算机模拟这些数据 ,绘制等温线 ,并与实验结果进行比较。结果证实GCMC法的模拟结果是可靠的。GCMC法模拟 ,可以直接应用于这类研究。由于吸附等温线类似于反正切曲线 ,就以类似于反正切函数的线性函数形式 ,建立吸附等温线的数学模型 ,用以定量研究该分子筛膜的吸附特性。进行相关与回归计算发现 ,相对密度与压力差的反正切值之间 ,都呈高度正相关 (r≥ 0 .96 6 4 )。回归方程的回归系数为吸附特征常数 ,回归方程中所有的参数之间 ,也呈高度正相关 (r≥ 0 .95 82 ) ,而且都有一个共同特点 ,即它们的值存在这样的顺序关系 :氧 <氩 <氮 <氖 <氦。这样 ,通过分子筛膜吸附特征常数和这些气体的分子结构 ,有助于探讨MFI分子筛膜的吸附机理。

铝合金支撑MFI型分子筛膜的合成及耐蚀性能研究

2024型铝合金被广泛应用在航天航空工业,但其耐蚀性差.为改善这一缺点,用原位水热合成法在2024型铝合金表面合成MFI型分子筛膜.采用SEM/EDS对分子筛膜的表面形貌和元素组成进行表征;研究晶化时间对分子筛膜致密性的影响;研究该分子筛膜在中性NaCl、pH=1.0的NaCl-HCl和pH=13.0的NaCl-NaOH介质中的耐蚀性能.结果表明:晶化16 h在合金表面形成的分子筛膜均匀且致密,耐蚀性最好,腐蚀电流密度为0.241 A/cm2,远小于裸铝合金的腐蚀电流密度57.140 mA/cm2,确定为最佳晶化时间;3种介质比较,在碱性和中性NaCl介质中耐蚀性好,尤其在pH=13.0的NaCl-NaOH溶液中耐蚀性最佳,并且在该介质中分子筛膜能提供对铝合金的长期防护.探讨分子筛膜对铝合金的防护机制.由此得出结论,MFI型纯硅分子筛膜耐蚀性很好,对提高2024型铝合金的耐蚀性具有很好的实用价值.

沸石分子筛膜的合成与应用

综述了沸石分子筛膜的合成方法和应用。介绍了制备沸石分子筛膜最常用的水热合成法。包括晶种法和原位合成法,以及沸石分子筛膜在气体分离、渗透汽化和膜反应器中的应用。重点阐述了被广泛研究的MFI型分子筛膜的制备方法与应用。详细讨论了多孔支撑体、晶种、水热合成条件以及合成液组成等因素对晶体生长和膜的形态以及对MFI型分子筛膜分离性能的影响,介绍了定向生长MFI型分子筛膜制备方法的最新进展。展望了沸石分子筛膜的研究方向。

MFI沸石分子筛膜研究进展

MFI沸石分子筛膜具有独特的孔道结构,在气体分离、液体分离及膜反应器等方面都具有广泛的应用前景,受到众多研究者的关注。本文主要总结几种MFI沸石分子筛膜的合成方法及应用,同时对MFI沸石分子筛膜的未来趋势进行了展望。

定向含硼MFI型沸石膜对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性

研究定向含硼MFI型沸石膜和原多孔玻璃基材对纯气体的渗透性以及对乙醇 /水体系的分离选择性 .原多孔玻璃基材对纯气体的透过表现出诺森扩散选择性 ,表明气体以诺森扩散通过 .纯气体透过焙烧后的B Al ZSM 5沸石膜 ,H2 ,He ,Ne ,Ar ,O2 ,CO2 对N2 的理想选择性分别为 16 8,15 6,12 6,9 41,8 60 ,5 3 2 ;CO和SO2 对N2 的理想选择性分别为0 13 5和 0 0 179;O2 对CO和SO2 的理想选择性分别为 63 7和 480 2 .这表明该类沸石膜对纯气体的透过不仅具有良好的理想选择性 ,而且可能为新型防毒面具提供一种很好的可选材料 .渗透汽化实验表明 ,在测定温度范围内原多孔玻璃基材对三种不同浓度的乙醇 /水体系几乎没有分离性能 .焙烧后的B Al ZSM 5沸石膜对 5wt % ,5 0wt%和 95wt%乙醇 /水体系的分离 ,水的最大分离系数分别为 2 8 2 ,13 5 7和 5 18 5 ,且温度均为 3 0 3K .

MFI型沸石膜的渗透分离性能及应用

综述了MFI型沸石分子筛的渗透分离性能,探讨了其可能的分离机理,并介绍了包括膜分离与膜催化在内的前沿进展.