可控b轴长度的MFI纳米分子筛膜的原位定向构筑及其在正异丁烷分离上的应用

通过向合成液引入晶化调节剂尿素,分别采用一步恒温晶化和两步变温晶化在氧化铝支撑体上原位制备了定向生长的MFI纳米分子筛膜。采用X射线衍射、冷场扫描电子显微镜表征技术分别对制备的MFI分子筛及其MFI分子筛膜的结构、形貌进行表征。通过调节合成液中尿素配比和两步变温原位水热晶化时间,得到系列高横径比和高纵径比的分子筛晶种,在合成液中尿素添加量(以尿素与硅的物质的量比计)为基准、先120℃晶化6 h、后180℃晶化8 h时,得到的分子筛尺寸最小,b轴最短,仅为60 nm,同样条件下在氧化铝支撑体上制备得到b轴取向生长性高的纳米MFI分子筛膜。延长高温段晶化时间至14 h,得到对正异丁烷混合液化气(正丁烷质量分数40%,异丁烷质量分数60%)有良好的渗透性能和分离能力的b轴定向生长分子筛膜,在25℃条件下,正丁烷渗透通量为2.2×10^(-7)mol(m^(2)·s·Pa),分离因子为23.9,连续评价100 h后分离效果无明显降低。