纳米晶种涂层法合成Silicalite-1沸石膜

用纳米晶种涂层二次生长成膜法在大孔旺．A1203（孔径4～6μm）陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜．用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征分析了沸石膜的形态，并通过单组分气体渗透实验对合成膜管的渗透性能进行了测试．结果表明，合成的Silicalite-1沸石膜连续、互生，看不出晶间孔；沸石膜层厚8-10μm；常温常压下HE／N2的理想分离系数为3．9，超过其努森扩散值3．74，H2／C3H8的理想分离系数为19．1，远大于其Knudsen扩散比值4,69，且H2的渗透率达到1．43×10^-6mol／（m^2·s·Pa）．气体分离数据表明，该膜没有明显的缺陷存在．

堇青石载体表面Silicalite-1沸石膜的合成与表征

沸石分子筛膜是近十年发展起来的一种新型无机膜.它具备一般无机膜结构稳定、耐高温与化学侵蚀、机械强度高等优点.尤其是,它的结构孔径均匀、精密,具备分子筛分性能.沸石晶体中的阳离子可被其它离子交换.硅铝比可以调节,硅铝原子可被其它原子取代.这些特性,使研制孔径与分子尺寸相匹配、均匀致密的沸石分子筛膜,成为实现分子水平上分离和膜催化的关键.这是当前无机膜材料研究的前沿和热点.通常,用于分离与催化的沸石膜是在无机多孔载体上合成的.α-氧化铝是文献报道的制备方法中最常用的载体。

高渗透率高选择性Silicalite-1沸石膜的合成与表征

利用重复水热合成法在α-Al2O3陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜,并对合成的沸石膜进行了X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,通过单组分气体渗透对膜的渗透性能进行检测。通过测试发现,H2／N2在常温常压下的理想分离因素为4.00,略大于H2／N2的Knudsen扩散比值3.74,而H2／C3H8的理想分离因素为25.96,远大于其Knudsen扩散比值4.69,H2的渗透率为4.44×10-6mol／(m2·s·Pa)。

低模板剂法合成Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能研究

在较低的模板剂浓度下，采用二次生长法在大孔（孔径约4～6μm）α-Al2O3载体上合成Silicalite-1沸石膜，并采用X射线衍射法、扫描电子显微镜及不同温度下单组分气体渗透实验对所合成的沸石膜进行表征．结果表明，合成的是典型的Silicalite-1沸石膜，无其他杂质形成；制备的沸石膜连续、互生、致密，没有明显的缺陷．在40℃下H2的渗透速率为4．47×10^-7mol／（m^2·s·Pa），H2／SF6的理想分离系数44，远高于其Knudsen扩散系数8．54．在40～200℃之间，H2／SF6的理想分离系数曲线呈V型，H2的渗透速率几乎不变，N2的渗透速率随温度升高略下降。

一种简单修饰法合成的Silicalite-1沸石膜及其气体渗透性能

采用原位水热法在粗糙大孔α-Al2O3载体管上预先合成Silicalite-1沸石,程序升温焙烧该管后,用砂纸打磨管表面,再用原位水热法在打磨后的管上二次合成Silicalite-1沸石膜。利用XRD、SEM及单组分气体渗透实验对制备的沸石膜进行表征,并初步考察了影响打磨修饰法制备Silicalite-1沸石膜性能的主要因素。结果表明,合成的沸石膜是典型的Silicalite-1;其晶粒排列紧密,呈互锁生长,表面平整,无晶间孔或针孔存在。打磨前水热预处理载体管的时间和砂纸型号对合成沸石膜的质量影响较大。室温下,打磨修饰法制备的Silicalite-1沸石膜的H2渗透率达到1.2×10-6mol/(m2.s.Pa),且H2/N2、H2/C3H8和H2/SF6的理想分离系数分别达到3.9、20.6和84.8。

不同支撑体上Silicalite-1型沸石膜的形成与表征

晶种涂层二次合成法在澄清溶液合成体系,研究了在两种孔结构为0.1和4μm的α-Al2O3陶瓷管支撑体上,用晶粒大小为100和600nm的晶种进行涂层和silicalite-1沸石膜层的形成. SEM和xRD分析表明,两种支撑体的微结构差异很大,小孔支撑体的表面比大孔支撑体更平整、光滑,大孔支撑体有缺陷和空隙.用100nm的晶种进行涂层和晶化成膜,两种支撑体上均可形成连续的品种层及相应的沸石膜层,但在大孔支撑体上较长时间涂层才可获得连续晶种层;小孔支撑体上形成的晶种层及相应的沸石膜层质量较好.用600nm的晶种在两种支撑体上涂层和成膜的效果均较差,且晶粒较大的晶种更不易在大孔支撑体上形成连续晶种层,相应的成膜效果也差.

真空晶种引入法制备Silicalite-1沸石膜及其性能表征

采用抽真空法在多孔α-Al2O3载体管表面预先引入Silicalite-1沸石晶种,再通过水热合成二次晶化法在涂有Silicalite-1沸石晶种的α-Al2O3载体管上合成沸石膜.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成的沸石分子筛及膜进行了表征,考察了晶种大小、真空度对合成沸石膜渗透性能的影响,用单组分气体渗透实验检测合成沸石膜的渗透性能.XRD检测结果表明,制备的沸石膜是典型的Silicalite-1沸石膜,合成的分子筛粒径分别约为0.2,0.5,1和2μm,且分布均匀;SEM检测结果表明引入的晶种涂层连续、均匀,制备的Silicalite-1沸石膜致密、互生,不存在裂缺;常温常压下,H2/N2和H2/SF6的理想分离系数分别达到4.1和133.2,大于其Knudsen扩散比值3.7和8.7.

采用改进的二次生长法在多孔α-Al_2O_3陶瓷管上合成Silicalite-1沸石膜

以钛溶胶分散Silicalite-1沸石晶种,采用提拉法在α-Al2O3陶瓷管上负载晶种层,通过二次水热合成在多孔α-Al2O3陶瓷管上制备Silicalite-1沸石膜。考察了晶种悬浮液中晶种的含量、提拉次数和制膜合成液的水与正硅酸乙酯摩尔比对Sili-calite-1沸石膜性能的影响。采用扫描电子显微镜和X射线衍射方法对Silicalite-1沸石膜的形貌和结构进行了表征。实验结果表明,制膜条件对Silicalite-1沸石膜渗透性能有较大影响;适宜的制膜条件为:制膜合成液的水与正硅酸乙酯摩尔比120、晶种悬浮液中晶种的质量分数10%、提拉次数6次。所合成Silicalite-1沸石膜表面连续、致密、与陶瓷管结合紧密;在323K、0.1MPa压差的条件下,Silicalite-1沸石膜的H渗透速率为7.36×10-7mol/(m2·s·Pa),H/SF理想分离因数为28.6。

b轴定向Silicalite-1沸石膜的合成

采用原位水热合成法,分别采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)和四丙基溴化铵(TPABr)为模板剂,在不锈钢片上合成出了b轴定向的Silicalite-1沸石膜.采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对膜的定向性和晶体形貌进行表征.通过XRD和SEM图可以看出,合成出的沸石膜为连续的,且定向性较好.比较采用两种模板剂所合成出的沸石膜可以看出,采用四丙基氢氧化铵(TPAOH)合成出的沸石膜比采用四丙基溴化铵(TPABr)合成出的沸石膜定向性好,成膜速度较快,但晶体尺寸较小.

管式silicalite-1沸石膜的制备及表征

利用二次晶种生长法在多孔管式氧化铝载体上合成了连续、完整的silicalite-1沸石膜。通过X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了silicalite-1沸石膜的结构及表面形貌,并通过气体渗透测试表征了沸石膜的气体渗透性能和分离效果。研究结果表明,所合成的silicalite-1沸石膜厚度为15μm,H_2的渗透率达到7.15×10^(-7)mol·m^(-2)·s^(-1)·Pa^(-1)。该沸石膜的H_2/N_2理想分离因子为3.81,H_2/SF_6理想分离因子为22.46,说明沸石膜无明显缺陷。

液相氧化-低温煅烧脱除Silicalite-1膜模板剂及其性能研究

采用原位生长法在管状大孔α-Al2O3载体外表面上合成致密连续Silicalite-1沸石膜,利用双氧水和稀硝酸混合液液相氧化-低温煅烧方法脱除Silicalite-1沸石膜的模板剂,并用扫描电镜(SEM)、气体渗透测试,渗透蒸发(PV)等表征手段对沸石膜的性能进行评价.结果表明所制备的Silicalite-1膜表面晶粒交互生长,致密,连续,膜的厚度约为10μm.在293 K,0.1 MPa压差条件下,N2的渗透速率为8.16×10-7mol/(m2.s.Pa),N2/i-C4H10理想分离系数为达到425.在428 K下,CO2/N2的理想分离系数为2.89.在333 K下,渗透蒸发分离5%乙醇/水混合液,乙醇/水的分离系数αA/W达到40.3,通量J为0.83 kg/(m2.h).

新型两步法合成高质量Silicalite-1分子筛膜

通过一种新颖的两步合成方法,即先用改性剂溶液对镀有二氧化硅缓冲层的多孔氧化铝(孔径0.1～0.5μm)载体管进行浸泡处理,再水热合成,制备了Silicalite-1分子筛膜,并考察了晶化温度、晶化时间对成膜的影响。采用溶胶-凝胶(sol-gel)法,在最优粘度5～25cp内制得平整连续的介孔缓冲层,达到了修饰载体材料表面性能的目的。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)结果表明,160℃下,晶化24h得到表面致密、连续的b取向的Silicalite-1分子筛膜。

氧化铝陶瓷管负载TS-1沸石膜的制备及表征

利用二次晶种生长法在α-Al2O3陶瓷管上制备TS-1沸石膜,详细研究了晶化时间对TS-1沸石膜表面形貌、沸石层厚度、沸石生长速率及气体渗透性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM),X-射线衍射仪(XRD),红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-Vis)及N2渗透测试对TS-1沸石膜进行了全面表征。研究结果表明:随着晶化时间的延长,TS-1膜层表面沸石粒子互生性增强,且膜层厚度也随之增加。然而,随着沸石层厚度的增加,其气体传输性能下降。当晶化时间为48 h,沸石生长速率最快,为0.087μm/h,此时TS-1沸石膜厚度为4μm,表面平整,无明显缺陷。

两步变温水热合成制备纯硅分子筛膜及其渗透性能

采用两步变温水热法在多孔不锈钢载体管上合成了Silicalite-1沸石膜,对合成的Silicalite-1膜进行了X射线衍射和扫描电镜及单成分气体渗透表征,并将其应用于渗透脱除水中乙醇,考察了晶化温度、合成液组成及合成次数对渗透性能的影响.结果表明,用两步变温合成法可得到高性能的纯硅沸石膜,水/硅(摩尔比)为80且第二步晶化温度为165℃的条件下,只需经一次合成,可获得对乙醇水溶液具有高分离性能的膜,在60℃、乙醇浓度为4.8%(ω)时,膜的通量为1.25kg/(m2·h),分离系数为36.2,但经再次合成后,通量和分离系数均劣化.水/硅(摩尔比)为225且第二步晶化温度为150℃条件下,经过再次合成,通量和分离系数均得到大大提高,在60℃和乙醇浓度为4.52%(ω)时,通量和分离系数分别高达2.8kg/(m2·h)和34.3,在如此高的分离系数下该通量达到了国内外报道的最高值.