小晶粒TS-1分子筛膜的制备及表征

以椭球形小晶粒TS-1分子筛为晶种, 采用超声法在多孔α-Al₂O₃载体上获得紧密、均匀、连续的晶种层, 经二次生长形成小晶粒的TS-1分子筛膜. 通过改变合成液碱度(OH^-/Si)和晶化时间等合成参数, 调变分子筛膜的微结构. SEM和XRD检测结果表明, 当OH^-/Si＝0.09, 水热合成24h时, 晶种没有交联成膜, 延长晶化时间至48h, 可得到致密交联的TS-1分子筛膜, 晶体的大小约为500nm, 进一步延长晶化时间至72h时, 膜的结晶度降低, 表面覆盖一层无定形物质. 提高碱度, OH^-/Si＝0.21, 水热反应24h, 得到的膜结构不对称, 上层是高度交联的致密分子筛膜, 晶粒大小约为400nm, 致密膜与载体之间没有交联生长的晶种.     

负载型TS-1沸石膜催化剂的制备、表征及其催化性能研究

利用水热合成法在α-Al₂O₃陶瓷管表面制备了连续完整的钛硅(TS-1)沸石膜, 并且利用该膜催化剂催化丙烯直接环氧化合成环氧丙烷(PO)。采用SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis等表征手段及丙烯环氧化反应测试, 详细研究了合成液中Ti/Si比对TS-1沸石膜形貌、结构及催化性能的影响。结果表明, 合成液中Ti/Si比在0.01~0.04范围内, 所合成的TS-1沸石膜均具备典型MFI型拓扑结构。但当Ti/Si比>0.02时, 随着Ti/Si比升高, TS-1沸石膜表面沸石颗粒排列变得杂乱, 且TS-1沸石沉积量逐渐减少, 沸石晶间缺陷增多, 丙烯渗透速率增大。而且, 当Ti/Si比= 0.03、0.04时, 由于所合成的TS-1沸石膜中存在大量非骨架钛, 导致在丙烯环氧化反应中PO选择性和PO生成速率明显降低。当Ti/Si比为0.02时, 合成的TS-1沸石膜骨架钛含量最高, 其催化性能最佳, H₂O₂转化率、PO选择性和生成速率分别为12.43%、95.80%和15.78 mmol/(h·g)。TS-1沸石膜在丙烯环氧化反应中重复使用8次, 其催化性能保持相对稳定。     

汰硅沸石分子筛TS-1陶瓷负载膜的制备与表征

首次采用一次原位水热晶化法在多孔陶瓷载体表面成功制备出TS-1沸石分子筛膜。其中，以硅溶胶为硅源，在SiO2：0.02TiO2：0.15TPABr：70H2O的摩尔配比下，175℃原位水热晶化120h得到的TS-1沸石分子筛膜质量最好，其晶体覆盖率达到100％，膜层呈片层状，厚度23-251μm，催化剂颗粒平均长度为2-4μm，与陶瓷载体之间结合紧密。     

晶粒大小对钛硅分子筛TS-1催化氧化活性的影响

采用改进后的水热晶化法合成了TS-1分子筛,研究了凝胶pH值、硅源类型对TS-1分子筛晶粒度、晶化动力学及其催化氧化性能的影响.结果表明,选择有机硅源并采用较高的凝胶pH值有利于合成晶粒较小的TS-1分子筛.有机硅源TEOS与无机硅源的晶体生长活化能的显著差异决定了合成TS-1分子筛晶粒度大小的不同.TS-1催化的氧化反应受分子筛孔内扩散的限制,晶粒越小,表面利用率越高,因而其催化氧化活性越高.     

TS-1分子筛的表面改性与再生

合成钛硅分子筛TS-1,研究了表面负载金属钯、表面硅烷化处理对TS-1催化氧化性能的影响以及TS-1的稳定性和再生性能.结果表明:金属Pd对氧化剂H2O2具有显著的分解作用,负载于TS-1表面会导致TS-1分子筛催化氧化活性下降.表面硅烷化处理可以增强TS-1表面疏水性,进而提高其催化氧化活性.TS-1分子筛的失活不是结构崩溃、骨架钛损失或中毒因素引起的,而是其孔道被大分子有机物堵塞所致.采用高温焙烧或H2O2溶液洗涤法能疏通失活TS-1分子筛的孔道,使其再生.     

支撑β分子筛膜的制备

以四乙基溴化铵(TEABr)为模板剂合成了支撑β分子筛膜，研究了不同载体类型、预处理条件、合成次数等因素对β分子筛成膜状况的影响．实验发现大孔载体有利于分子筛前驱态凝胶在孔内成核，促进了分子筛晶体与载体的结合强度，使表面晶体能更好地交联生长，成膜效果好；对于不同的预处理过程，采用碱处理(浓度为7mol／L)时制得的分子筛膜最佳；膜厚度随合成次数的增多而增厚，经二次水热合成，即可得到完全覆盖的β分子筛膜。     

PVDF/分子筛离子交换膜制备与盐差发电性能研究

反电渗析盐差发电是一种新型有潜力的发电方法,其中离子交换膜是盐差发电核心部件,其电化学和物理化学特性决定盐差发电性能.采用相转换法制备了PVDF/分子筛基膜,然后接枝苯乙烯并磺化,得到PVDF/分子筛复合离子交换膜.实验结果表明,PVDF/分子筛复合离子交换膜中分子筛的最佳添加量为1%(质量分数),此膜的含水率为45.8%、电阻为11.4Ω/cm²,离子传导率为2.17×10^-3 S/cm²,离子交换容量为2.5 mmol/g,对比商业阳离子交换膜,盐差发电功率从0.87 W/m²提升到1.05 W/m²,提高了20%.     

载镍炭分子筛膜的制备及其气体透过性能

采用热固型共聚磺化酚醛树脂在多孔Al2O3管外侧经涂覆、固化、离子交换和热解的方法制备了一种载镍炭分子筛膜.用扫描电子显微镜观察了载镍炭分子筛膜和无镍炭分子筛膜的表面形态,结果表明无镍炭分子筛膜的表面十分光滑,而载镍炭分子筛膜表面呈明显的颗粒堆积状.XRD分析表明载镍炭分子筛膜中镍以硫化物存在.500℃热解所得载镍炭分子筛膜35℃,1.013 2×105Pa时O2通量为32 GPU[1GPU=1×10-6cm3(STP)/s.cm2.cmHg],O2/N2分离系数为6.7.700℃热解所得载镍炭分子筛膜室温空气储存45天后,35℃时对H2,CO2,O2,N2,CH4等气体的透过通量波动小于8%,而透过选择性几乎不变.     

杂原子MCM-41分子筛的合成和催化性能

采用水热合成法合成了金属原子(Zn,Ni,Fe,Al,Cu,Ce)掺杂的MCM-41介孔分子筛(简称T-MCM-41),并将其应用于邻苯二甲酸二(2-乙基已)酯(DOP)的合成反应,研究了不同原子的掺杂对T-McM-41的结构,比表面积和孔径、酸性及催化性能的影响.结果表明,所制备的T-McM-41仍然具有六方有序排列结构,比表匝f积较高(550-900 m2/g)、孔径大(3 nm左右),杂原子的引入使T-MCM-41产生了酸中心,从而使其对DOP的合成具有很好的催化活性和选择性.用T-MCM-41(T=Zn,Fe,Al,Cu)催化DOP的合成反应,在5 h的反应时间内苯酐的转化率可以达到95.5%以上,DOP的选择性可达到96.5%以上.T-MCM-41催化剂具有很好的稳定性,Al-MCM-41在重复使用5次后仍具有较好的催化活性.     

流动体系中NaA分子筛膜的制备及渗透汽化分离性能研究

以液体硅酸钠、铝酸钠和氢氧化钠为原料,在一种流动体系中制备了工业应用规格的NaA分子筛膜,用XRD和SEM对分子筛膜的晶相结构和表面形貌进行了表征,所制备的NaA分子筛膜具有优良的渗透汽化分离性能.这种流动体系中制备分子筛膜的新方法从根本上避免分子筛合成过程中的浓度梯度问题,有利于制备均匀、连续、致密、分离性能优异的分子筛膜,特别适合于制备工业应用规模的分子筛膜.     

优先渗透CO_2的TS-1/C杂化功能炭膜的制备研究

以PMDA-ODA型聚酰胺酸为原料,通过掺杂钛硅分子筛(TS-1)制备气体分离用杂化功能炭膜.系统考察了钛硅分子筛(TS-1)掺杂量、炭化温度等因素对功能炭膜气体渗透性和分离性能的影响,利用FT-IR、XRD、TG和TEM等分析手段对TS-1/C杂化原膜及其在不同温度下炭化的炭膜结构和性能进行表征.结果表明:掺杂钛硅分子筛(TS-1)可大幅提高炭膜对CO2的渗透性能;当掺杂质量分数为20%,炭化温度为600℃时,CO2、H2、O2、N2、CH4的渗透系数分别可达9 087Barrer、8 111Barrer、2 017Barrer、426Barrer和357Barrer;当炭化温度为700℃以上时,功能炭膜对各气体的渗透性急剧降低,气体分离性大幅提高.     

Sn掺杂MCM-41介孔分子筛的制备、表征及催化性能研究

在低模板剂浓度和弱碱介质中合成催化材料Si-MCM-41、Sn-MCM-41,并用XRD、N2物理吸附-脱附、FT-IR、ICP-AES和TEM等手段对催化材料进行了表征.研究了合成方法对制备Sn掺杂MCM-41介孔分子筛的影响,结果表明:水热晶化法(DHT)合成的Sn-MCM-41,Sn物种主要进入分子筛的骨架中;而模板离子交换法(TIE)合成的Sn-MCM-41,Sn物种主要位于分子筛的表面.Sn-MCM-41介孔分子筛催化环己酮Baeyer-Villiger氧化反应结果表明,n(H2O2):n(酮)=3:1,30g1,4-二氧六环为溶剂,H2O2为氧源,70℃反应6h,环己酮的转化率可达40.02%,ε-己内酯的选择性为45.69%.     

镍-磷-钛硅分子筛复合材料的制备与催化性能

以多级孔钛硅分子筛(HTS-1)为复合相、泡沫镍(NF)为基体,采用化学复合镀和原位处理工艺制备了镍-磷-钛硅分子筛(Ni-P-HTS-1/NF-T)复合材料,并对其电催化析氧反应(OER)性能进行研究.结果 表明,Ni-P-HTS-1/NF-T复合材料在1 mol/L的KOH电解液中具有较快的OER动力学及电子转移速...     

渗透汽化脱水分子筛膜的制备与应用研究

开发了擦涂-浸渍涂晶法和亚微米晶种诱导制备NaA分子筛膜技术,有效地提高了膜的成品率、缩短了合成时间,获得了适合规模化生产的制膜工艺。通过分子模拟的方法,对有机溶剂和水在分子筛膜中的传质机理进行了探讨。对NaA分子筛膜在体系中的水热、酸碱和盐稳定性进行了系统地研究,提出了相应的预处理工艺,并设计建造出渗透汽化工业应用装置,实现了长时间稳定运行。     

4A沸石分子筛/PVDF/SMA-g-PEG共混膜的制备及性能研究

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的水通量、抗污染能力和使用寿命,对PVDF膜进行亲水化改性.将有机-无机材料共混杂化,选取4A沸石分子筛作为无机添加剂引入PVDF/SMA-g-PEG有机基体中,制备4A沸石分子筛/PVDF/SMA-g-PEG杂化膜.分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪观察了膜样品的表面结构.测定膜样品孔隙率达76.31%,纯水通量为700.30L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率为65.5%,污染后纯水通量恢复率为94.6%,膜样品在100s内接触角的变化率逐渐增大.膜的拉伸强度和断裂伸长率在4A分子筛质量分数为16%时,与PVDF膜相比分别增长了84.9%和213.6%.4A沸石分子筛质量分数为16%的4A分子筛/PVDF/SMA-g-PEG共混膜的亲水性、抗污染性和力学性能均高于PVDF膜,故其应用前景广阔.     

介孔分子筛膜的制备及应用

介孔分子筛膜是最近十几年新兴的研究领域,它的出现丰富了有序介孔材料的研究范畴,拓宽了介孔材料的应用范围.作为一种新型的无机膜,介孔分子筛膜不仅具有微孔无机膜的优点,还在大分子催化分离领域具有潜在的应用价值.本文主要介绍了国内外近年来在无机介孔分子筛膜制备和应用方面的最新研究进展,并指出介孔分子筛膜目前存在的主要问题是热稳定性和水热稳定性差,导致其实际应用受到很大的限制.介孔分子筛膜今后主要的发展方向是加强其热稳定性和水热稳定性的研究,此外,制备取向生长的介孔分子筛膜,实现结构优化,将会成为今后介孔膜发展的新的热点.     

用沉淀二氧化硅合成钛硅分子筛TS-2的研究

以沉淀二氧化硅为硅源,钛酸四丁酯为钛源,四丁基氢氧化铵为模板剂,采用水热晶 化法合成了TS-2分子筛.在优化合成步骤的基础上,采用XRD、FT-IR、UV-Vis、SEM 等测试方法系统研究了晶化温度、凝胶Si／Ti对晶化动力学行为及TS-2分子筛晶相结构的影 响.结果表明:高纯TS-2分子筛的最佳晶化温度为175℃,过高的晶化温度易导致MEL结构 向MFI晶相结构的转变及晶粒的逐渐长大.高纯TS-2样品的极限Ti／Si值为0.04,高于此值 则生成非骨架钛氧化物,并造成相对结晶度和催化氧化性能显著降低.     

微孔二氧化硅分子筛膜的制备与应用

通过溶胶-凝胶热涂法制备高通量的微孔二氧化硅分子筛膜,并将其应用于渗透蒸发乙酸脱水,评价二氧化硅分子筛膜的分离性能;利用粒度分析仪和SEM对溶胶和膜层进行表征.结果表明,溶胶中二氧化硅颗粒的直径为10～80nm,无定形微孔二氧化硅分子筛膜对该体系显示了优异的分离性能,在353K时渗透蒸发分离水质量分数为5%的乙酸水溶液时,通量为0.65kg/(m2.h),分离系数达到120,经过35h的渗透蒸发实验后分离系数增高到160左右,通量基本不变为0.60kg/(m2.h).     

炭分子筛膜的制备及应用研究进展

炭分子筛膜(CMSM)是用于气体分离的一种高效节能新型材料,在气体分离中具有极大的工业化应用潜力.综述了炭分子筛膜的前躯体选择、制备工艺及气体分离应用方面的研究进展,并对炭分子筛膜的发展方向进行了展望.