A型沸石膜的制备及其在气体脱湿中的应用

用水热合成法合成了Ａ型沸石膜，探讨了Ａ型沸石膜的制备方法和工艺条件；用ＸＲＤ，ＳＥＭ等对沸石膜进行了表征；考察了沸石膜对Ｎ２、Ｈ２的分离性能；对沸石膜脱湿性能进行了研究。     

二维沸石纳米片的合成及其分离膜研究现状

二维(2D)纳米片堆叠构建的层状分离膜的出现为下一代高效膜分离技术开辟了新途径.2D沸石纳米片具有纳米级别的厚度及较大的横纵比，其面内规整孔道为分子传质提供了丰富的路径，并可有效缩短传统无孔纳米片堆叠构筑的二维膜内分子绕行的传质路径，有望用于制备具有优异分离性能的二维材料膜.本文综述了2D沸石纳米片的合成方法及沸石纳米片膜的研究进展，重点介绍了2D沸石纳米片合成方法，包括表面活性剂辅助合成、沸石层状前驱体剥离和Assembly-disassembly-organization-reassembly(ADOR)法，以及2D沸石纳米片膜的制备方法及其在膜分离中的应用，最后对该领域当前的技术局限性和未来的研究方向进行展望.     

沸石分子筛膜研究进展

沸石分子筛膜材料由于其独特均一的孔道结构及可调变的表面等性质,在分子级别的分离表现了高度的分离选择性及优越性,成为膜科学与研究的前沿和热点领域之一.文章介绍了面向不同分离体系沸石分子筛膜材料设计、制备与应用,重点探讨了沸石分子筛膜材料结构与性能调控的策略,分析了其产业化生产和工业应用进程,提出了采用新策略调控沸石分子筛膜的结构与性能是沸石膜发展的关键,并指出了沸石分子筛膜的研究发展方向.     

沸石分子筛膜苛刻环境有机物脱水的研究进展

苛刻环境酸性条件下有机物的脱水在工业上有重大需求.尽管NaA沸石分子筛膜渗透蒸发在中性温和条件下乙醇等有机物脱水已经实现了工业化,但沸石分子筛膜有机酸的脱水或强酸性条件下(pH<3)的有机物的脱水在国际上刚刚起步,面临的关键技术问题是沸分子筛膜的耐酸性和膜的通量极低.对国际上酸性条件下有机物脱水沸石膜的研究现状进行了简要的概述和分析,介绍了功能化修补法高性能MOR沸石膜的研制等,及我们在这领域所做的各种尝试和取得的成果,指出沸石膜微结构的调控是高性能乙酸脱水分离膜制备的关键,对未来发展予以展望.     

沸石新材料研究进展

综述了沸石分子筛在新材料方面的研究现状与应用前景。着重分析了沸石骨架内簇合物的制备、表征与应用。认为沸石可能将向半导体材料、手征性材料、沸石膜等方向发展，而并非仅囿于传统的吸附剂、催化剂等。     

填充型沸石分子筛渗透汽化膜的研究进展

填充型沸石分子筛膜结合了有机无机材料各自的优势,是渗透汽化研究的一个热点领域。介绍了填充型沸石分子筛膜材料的选择和沸石分子筛改性方面的内容。按渗透汽化三大类分离体系从有机溶剂脱水、水中有机物的脱除和有机混合物的分离,综述了填充型沸石分子筛膜的研究进展,并展望了未来的发展方向。     

晶化起始物料对合成镁碱沸石膜的影响及其渗透分离性能的研究

采用二次水热合成法,在大孔的α-Al2O3载体上合成了连续致密的镁碱沸石膜.采用XRD,SEM以及单组分气体渗透试验对所合成的膜进行表征,并研究了不同晶化起始物料对合成镁碱沸石膜的影响.结果表明,当使用十八水硫酸铝作为固定的铝源,研究不同硅源的影响时,使用正硅酸乙酯作为硅源,很难在载体表面形成连续的镁碱沸石膜,而使用水玻璃和硅溶胶作为硅源合成出的膜则具有较好的连续性和致密性;当改变铝源时,单质铝和氯化铝无法合成镁碱沸石膜或无法合成纯的镁碱沸石膜,而使用硫酸铝、铝酸钠和异丙醇铝则可以合成纯的镁碱沸石膜.并且,合成的膜的致密性存在差异,按所合成的镁碱沸石膜的致密性由好到坏的顺序所采用的铝源分别为:十八水硫酸铝,异丙醇铝,铝酸钠.     

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6轴定向的siIicalite-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.     

纯沸石膜制备及表征

在多孔陶瓷载体上制备过渡层，再以水热法合成出ＺＳＭ－５型沸石膜，经扫描电镜测定，膜厚１２μｍ，过渡层厚１３．８μｍ。将ＺＳＭ－５沸石膜用于乙醇水渗透蒸发分离，分离因数为１５，这时其渗透通量为０．４６ｋｇ／ｍ＾２．ｈ．。     

ZSM—5型沸石膜的合成及应用于乙苯脱氢反应研究进展

重点介绍了国内外关于ZSM－5沸石膜的合成及应用于乙苯脱氢反应应用现状,分析和阐述了当今ZSM－5沸石膜合成的方法和特点及今后面临的挑战。     

分子筛填充聚砜膜气体渗透特性研究

制备了分子筛填充聚砜膜,并考察了分子筛填充量对氢、氮、乙烯等气体的渗透特性的影响．实验结果表明,在一定的分子含量范围内成膜过程中会发生分子筛的自聚集现象,从而导致分子筛在膜内的非均匀分布．与此相对应,膜的气体渗透特性也发生突变．     

PVA/ZSM-5分子筛复合膜的制备与性能研究

目的以聚乙烯醇(PVA)为基体材料,添加ZSM-5沸石分子筛和富马酸交联剂制备出一系列的复合膜,研究分子筛含量对复合膜性能的影响。方法用流延法制备复合膜,进行X射线衍射分析和扫描电镜分析,测定复合膜的拉伸性能、耐水溶胀性、透光率与雾度。结果经富马酸交联后PVA薄膜的拉伸强度和耐水溶性得到了明显改善,随着分子筛含量的增多,复合膜的拉伸强度逐渐减小,分子筛的加入对复合膜的溶胀度和透光性都有降低作用。结论从综合测定结果来看,ZSM-5分子筛质量分数为5%时的复合膜具有相对较好的性能。     

FAU-type zeolite membranes synthesized by microwave assisted in situ crystallization

FAU-type zeolite membranes were prepared by an “in situ aging-microwave synthesis” (AM) method using a clear solution with the molar composition of 70Na₂O: 1Al₂O₃: 20SiO₂: 2000H₂O. After two-stage AM synthesis, a defect-free FAU zeolite layer consisted of uniform zeolite crystals was formed on the support surface. The Si/Al ratio was ca. 1.5. The single-gas permeation and single-liquid vapor permeation properties of the as-synthesized zeolite membranes were investigated. The permselectivity of H₂ and N₂ was as high as 4.25 for FAU-type zeolite membranes. Pervaporation measurements were carried out for the dehydration of ethanol and isopropanol aqueous solutions. FAU-type zeolite membranes displayed relatively high permeation flux and water-selectivity.     

Performance optimization of polyetherimide-zeolite 4A mixed matrix membranes for carbon dioxide/methane separation process using response surface methodology

The performance optimization studies of zeolite 4A embedded polyetherimide mixed matrix membranes to separate carbon dioxide/methane by simultaneously considering the effect of process parameters on process responses were the focus of this study. Mixed matrix membranes were characterized and analyzed. The thermophysical characteristics of the synthesized membranes were assessed by different analytical equipment. The permeability of pure gases was determined at varying feed pressures (4 bar to 10 bar) to evaluate gas separation performance. Process optimization studies were accomplished by response surface methodology to find the relation of pressure and zeolite loading on carbon dioxide and methane permeability, and carbon dioxide/methane selectivity. The characterization results revealed that all membranes were dense in structure and has improved thermal stability. The spectrometry results confirmed the molecular interaction between polyetherimide and zeolite 4A filler. Gas permeability results showed a more than 90 % increase in carbon dioxide permeability compared to the nascent polyetherimide membrane. Similarly, selectivity of mixed matrix membranes was 45 % higher than polyetherimide membrane. The optimal operating conditions were found to be 20 wt. % zeolite loading and 6 bar pressure with overall desirability of 0.700. These membranes can find potential in various gas separation applications.     

NaA分子筛改性聚砜超滤膜的通量及截留性能

利用溶液相转化法,在铸膜液中加入分子筛NaA和PEG来协同提高聚砜超滤膜的水通量和截留率,研究了分子筛的含量对聚砜超滤膜的形貌结构,表面粗糙度,水通量,蛋白质截留率和亲水性的影响。利用场发射扫描电镜、扫描探针原子力显微镜、膜评价仪和接触角仪分别对该膜的形貌、水通量、蛋白质截留率和亲水性进行表征。结果表明分子筛含量从0g增加到3.0g,聚砜超滤膜的水通量从140L/(m2·h)提高到500L/(m2·h),对胃蛋白酶的截留率从78.8%提高到92.7%,对牛血清蛋白的截留率从97.6%增加到99.0%以上。分子筛NaA可以协同提高聚砜超滤膜的水通量和蛋白质截留率。     

菱沸石分子筛膜的合成调控与气体分离研究进展

菱沸石(Chabazite, CHA)分子筛膜因其八元环小孔(0.38 nm)三维孔道结构、可调的表面特性、较高的材料稳定性与制备可重复性, 使其在轻质气体分离方面具有优异性能, 近年来逐渐成为分子筛膜研究热点之一。本综述介绍了两种CHA分子筛膜(SAPO-34膜、SSZ-13膜)的基本特性, 对比了CHA分子筛膜的合成方法(原位合成法、二次生长法、微波加热法)优缺点及其应用现状, 并重点针对主流的二次生长法制备SSZ-13膜与SAPO-34膜过程中关键条件对薄膜质量的影响规律进行了详细阐述, 包括铺种条件(载体种类、晶种类别、铺种方式), 水热合成条件(晶化时间、晶化温度、含水量、硅铝比、模板剂、阳离子种类)与煅烧方式(常规煅烧、分段煅烧、快速热处理), 经细化分析总结出上述两种膜的优选合成条件; 并进一步汇总了CHA分子筛膜表面化学调控(硅铝比调控、阳离子交换、杂原子替换、氨基功能化、表面修饰)对气体分离增强的策略, 总结了CHA分子筛膜在各种气体体系中的分离特点与单组分气体渗透特性。最后, 对CHA分子筛膜今后的发展和应用前景进行了展望。     

ZSM—5沸石膜的合成与表征

叙述了沸石膜的发展与应用,综述了 Ｚ Ｓ Ｍ － ５ 沸石膜的合成、修饰与表征方法．制备膜最常用的方法为水热法在载体上直接就地合成．气相化学沉积法（ Ｃ Ｖ Ｄ） 、溶胶－ 凝胶法（ｓｏｌ － ｇｅｌ） 以及合成后积炭等方法被用来对膜的缺陷进行修饰．膜的表征手段为 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｓ Ｅ Ｍ、气体渗透等     

An in situ approach to synthesize pure phase FAU-type zeolite membranes: effect of aging and formation mechanism

FAU-type zeolite membranes were prepared on porous α-Al₂O₃ tubes by a two-stage in situ synthesis method. The synthesis was carried out in clear solutions without the aid of seeds or organic templates. The first stage synthesis was devoted to the in situ nucleation of FAU-type zeolite, aiming to induce an evenly covered zeolite layer on the support. In situ aging played an important role at this stage as it suppressed LTA phase and promoted the formation of a continuous zeolite layer. The second stage synthesis was performed in a dilute solution, where the pre-formed zeolite layer went on to grow and became compact. Scanning electron microscopy (SEM) observations show that the membranes were made up of well-shaped intergrown crystals, with the thickness around 7 μm. Pervaporation (a membrane-based separation process in which the liquid components diffuse through a membrane and are subsequently vaporized due to the low-pressure exerted on the permeate side of the membrane) measurements were carried out in a water/ethanol (10/90, w/w) mixture to evaluate the membrane performance. The structural and morphological evolutions of FAU-type zeolite membranes during synthesis were tracked down by X-ray diffraction and SEM. The formation mechanism was illuminated based on the experimental results.     

分子筛膜合成方法与条件的探讨

本文讨论了依多孔载体载引入阶段的不同而形成的一系列分子筛膜合成方法。除了几种文献中出现的方法外，作者还设计并实验了其它途径，以一种基于溶胶－凝胶技术的合成方法，本文首次报道了Ｍ ＺＳＭ－５及硅沸石型三种分子筛膜的合成。作者提出了一种由于空间障碍因素的影响而造成的分子筛膜晶粒连生现象，并对此加以分析。最后考察了不同的合成条件包括碱度、晶化温度、多孔载体膜的孔径大小及其予处理方法对分子筛膜的影响。     

高通量ZSM-5填充硅橡胶复合膜渗透汽化性能研究

以硅铝比为360的ZSM-5型沸石对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行填充,以聚偏氟乙烯(PVSF)为支撑层,制备了ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜,用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离.研究了沸石填充量、操作温度、进料液浓度对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响,发现该复合膜较文献报道中的沸石填充膜,其渗透通量有了明显的提高,在50℃沸石填充量为40%时,对乙醇的分离因子为11.7,其渗透通量达到749.8 g/(m2·h).随着操作温度的升高或料液中乙醇浓度升高,渗透通量增大,分离因子下降.