原位老化一微波加热合成A型分子筛膜及其应用

在管状基膜上采用原位老化-微波加热法合成出厚度为3 μm的新型A型分子筛膜.X射线衍射和扫描电子显微镜分析表明,基膜上覆盖着一层致密的、连续的分子筛膜.利用该分子筛膜渗透汽化分离乙二醇质量分数为15%的乙二醇水溶液,在120℃时,渗透通量达到10.06 kg/(m2·h),分离系数大于10 000.     

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。     

微波合成b轴取向MFI型分子筛膜

以不锈钢作支撑体,采用两段微波加热法合成了连续的b轴取向MFI型分子筛膜.进行了传统烘箱加热和微波加热以及一段微波法和两段微波法合成的对比实验.考察了两段微波法合成的晶化时间和合成液浓度对分子筛膜连续性的影响.结果表明,微波加热大大加速了晶体的生长速率,有效缩短了晶化时间.微波辅助陈化可以显著提高分子筛的成核速率.延长晶化时间可以增大分子筛的晶粒尺寸,增加合成液浓度可以增加晶核的数量,两者均能改善所合成分子筛膜的连续性,从而获得连续的b轴取向MFI型分子筛膜.     

NaA分子筛膜的合成及条件优化

以二次生长法为基础,在α-Al_2O_3载体上,采用热浸渍法合成出连续致密的NaA分子筛膜,并将其应用于乙醇脱水反应;通过改变铝源﹑搅拌转速﹑晶化时间﹑晶化温度及晶化次数等合成条件,对NaA分子筛膜的合成工艺进行了优化;采用XRD和SEM手段表征Na A分子筛膜。表征结果显示,合成的Na A分子筛膜晶体具有较高的结晶度。实验结果表明,以NaAlO_2(Na_2O含量38%(w),Al_2O_3含量50%(w),水含量11%(w))为合成液中的铝源,在搅拌转速为90 r/min、晶化温度为97℃、晶化2次、每次晶化时间均为3.6 h的条件下,可合成出渗透汽化性能更优的NaA分子筛膜,膜的渗透通量可以达到1.36 kg/(m~2·h),分离系数可达到12 730。     

两步法制备高性能T型分子筛膜

采用两步法在n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(Na_2O)∶n(K_2O)∶n(H_2O)=1∶0.055∶0.23∶0.08∶30的清液体系中合成高性能的T型分子筛膜,讨论了热浸渍涂镀晶种粒径、晶化时间以及晶化温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,考查了两步法的稳定性,并将一步法和两步法所得分子筛膜的分离性能进行对比。采用SEM和XRD方法对膜的形态结构进行表征。表征结果显示,先后浸涂粒径为1.5μm和0.5μm的晶种能够在载体管上形成连续致密的晶种层。实验结果表明,在150℃下晶化4 h后,120℃下再晶化8 h可成功制备T型分子筛膜;75℃下渗透汽化分离m(异丙醇)∶m(水)=90∶10体系,渗透汽化通量和分离因子可分别达到2.043 kg/(m~2·h)和2 874,优于一步法晶化所合成的分子筛膜。     

两步法制备高性能T型分子筛膜北大核心CSCD

采用两步法在n(SiO_2)∶n(Al_2O_3)∶n(Na_2O)∶n(K_2O)∶n(H_2O)=1∶0.055∶0.23∶0.08∶30的清液体系中合成高性能的T型分子筛膜,讨论了热浸渍涂镀晶种粒径、晶化时间以及晶化温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,考查了两步法的稳定性,并将一步法和两步法所得分子筛膜的分离性能进行对比。采用SEM和XRD方法对膜的形态结构进行表征。表征结果显示,先后浸涂粒径为1.5μm和0.5μm的晶种能够在载体管上形成连续致密的晶种层。实验结果表明,在150℃下晶化4 h后,120℃下再晶化8 h可成功制备T型分子筛膜;75℃下渗透汽化分离m(异丙醇)∶m(水)=90∶10体系,渗透汽化通量和分离因子可分别达到2.043 kg/(m^2·h)和2 874,优于一步法晶化所合成的分子筛膜。     

微波技术在分子筛材料合成及应用中的研究进展

综述了微波技术在分子筛材料合成、改性和应用中的研究进展,包括微波合成常规分子筛、纳米分子筛、复合分子筛及分子筛膜,微波强化分子筛改性、离子交换、催化反应及分子脱附,以及用于合成分子筛的微波设备等。与传统间接加热方式相比,微波可以实现瞬间、直接的体相加热,因而在分子筛材料的合成和应用中具有更快速、更节能、更高效、更环保的特点,其特殊的加热方式还可能改变分子的反应路径,因而具有重大应用潜力。此外,微波可以有效提高分子筛材料的晶化效率,调节孔径结构、粒径分布、微观形貌及分子筛膜厚度,强化离子交换速率,加速催化反应和分子脱附速率,为分子筛材料的合成和应用开辟新方向。     

多孔钛片上S—1膜的原位合成,表征及应用

用水热法在多孔钛片上原位合成沸石分子筛Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ（Ｓ－１）膜，系统地考察了硅溶胶浓度、溶液ＰＨ值、晶化时间和晶化温度对成膜的影响，结合样品的ＸＲＤ和ＳＥＭ图谱，确定了最佳的制备条件，将制犁Ｓ－１膜用于乙醇水溶液渗透汽化，测定了醇／水分离的渗透通量和分离因子。结果表明，Ｓ－１膜对乙醇水溶液有良好的浓缩作用。     

在多孔γ-Al2O3载体上微波加热合成NaSOD,NaA和NaX分子筛膜的研究

采用常压回流的微波加热体系,在多孔γ-Al_2O_3载体上成功地制备出NaSOD、NaA和NaX分子筛膜。XRD和SEM表征结果表明,多次合成有利于提高膜的致密程度。在微波场中,NaA分子筛的成膜性要优于NaSOD和NaX分子筛。3次合成后,3种分子筛膜上单组分H_2/N_2的理想分离选择性分别为3.00、4.00和2.58;H_2的渗透率分别为5.1×10~(-7)、6.8×10~(-7)和6.2×10~(-7)mol/(Pa·m~2·s),显示出较强的渗透能力和一定的分离能力。     

硅烷修饰合成NaA沸石膜

在多孔α-氧化铝陶瓷管上水热四次合成出NaA沸石膜,反应时间4h,反应温度373K。采用3种不同硅烷偶联剂(KH-550、SB-240、SB-570)修饰外表面,生成的Si-O-Me键极大提高了分子筛与陶瓷管直接的结合强度。结果表明在经KH-550修饰的支撑体内外表面上生长出连续、致密、超薄膜层,测得膜厚为6μm。测试了该膜对乙醇/水系统的渗透性能。     

NaA分子筛膜渗透蒸发制备高纯糠醛

采用热浸渍晶种法制备了均匀致密的NaA分子筛膜,并用于糠醛脱水。考察了进料流量、进料温度和进料中糠醛含量对糠醛脱水性能的影响。实验结果表明,当进料温度为80℃、渗透侧压力小于100 Pa、流量为196 mL/min、进料中糠醛含量为93.7%(w)时,NaA分子筛膜对于水-糠醛的分离因数最高可达34 110;当进料温度为90℃时,分离因数约为12 000,膜的渗透通量可达1.79 kg/(m2.h);对进料中糠醛含量为89.6%(w)的水-糠醛混合液进行渗透蒸发浓缩,连续运行96 h后所得产品糠醛含量为99.5%(w),膜的平均渗透通量为0.60 kg/(m2.h)。     

NaA沸石膜渗透蒸发脱除二氯甲烷中的痕量水

利用热浸渍法在α-Al2O3载体管外表面预涂晶种,水热合成了NaA沸石膜;采用NaA沸石膜进行了分离水-二氯甲烷的研究。考察了进料流量、渗透侧压力和进料温度对水的渗透通量和分离因数的影响。实验结果表明,合成的NaA沸石膜厚度约为24μm,与载体结合紧密,膜连续且致密;随进料流量的增加,渗透通量和分离因数均增大;随渗透侧压力的增大,渗透通量减小,分离因数未发现明显变化;随进料温度的升高,渗透通量增大,分离因数减小;在进料流量198 mL/min、进料温度25℃、渗透侧压力0.1 kPa、进料侧压力0.1 MPa的条件下,水的渗透通量和分离因数分别达到0.172 kg/(m2.h)和39 900。     

NaA沸石膜渗透蒸发脱除卤代烷烃中微量水

利用二次生长法,在α-Al_2O_3载体外表面合成NaA沸石膜,并采用SEM和XRD等方法对合成的NaA沸石膜进行表征。将合成的NaA沸石膜应用在渗透蒸发脱除卤代烷烃中微量水,考察了进料流量、渗透侧压力和操作温度等对膜渗透汽化性能的影响。表征结果显示,制备出了连续、致密、高纯度的NaA沸石膜,且膜层厚度仅为10μm。实验结果表明,NaA沸石膜应用在一氯甲烷脱水中,当操作温度从10℃上升到80℃时,对水的通量一直维持在0.15kg/(m~2·h)以上;NaA沸石膜应用在二氯甲烷脱水中,当进料流量增加到198mL/min时,膜相应的渗透通量和分离因子分别达到0.172kg/(m~2·h)和39900;NaA沸石膜应用在氯仿脱水中,当操作温度升高至50℃时,渗透通量达到最大值0.564kg/(m~2·h);NaA沸石膜应用在四氯化碳脱水中,当操作温度升高至60℃时,渗透通量可达到0.612kg/(m~2·h)。     

NaA分子筛膜蒸气渗透脱除一氯甲烷中的痕量水

利用热浸渍提拉晶种法,在孔径为2～3μm的多孔α-Al2O3陶瓷管载体上水热合成NaA分子筛膜,采用XRD和SEM等方法对合成的膜进行表征。用NaA分子筛膜对水含量为0.252%(w)的一氯甲烷进行蒸气渗透分离,考察合成液配方、进料压力和进料温度等条件对NaA分子筛膜蒸气渗透分离性能的影响。实验结果表明,经3次水热合成得到致密、连续的NaA分子筛膜,在合成液摩尔组成为1Al2O3∶2SiO2∶2Na2O∶120H2O时制备的膜厚度为7～8μm;室温下NaA分子筛膜的分离因数可达75000;在进料压力为0.05～0.20 MPa时,NaA分子筛膜对水的通量为0.147 kg/(m2.h)。     

微波技术在天然气输送加热中的应用研究

鉴于微波加热技术在天然气工业领域中的应用是一个有发展潜力的新兴课题,着重探讨了微波加热技术在天然气输送加热中的应用。介绍了微波加热原理及其特性与微波加热天然气的技术关键,阐述了天然气微波加热系统的基本构成与结构,通过计算加热功率及响应时间,对天然气微波加热性能进行了初步分析。研究结果表明,微波加热天然气具有加热时间短、温升快、整体加热且加热均匀,以及有利于环保、易于实现自动化控制等优势。     

小晶粒FAU型沸石膜的液态导向合成及其渗透蒸发性能的研究

以硅溶胶和十八水硫酸铝为硅铝源,按 n(Na_2O):n(Al_2O_3):n(SiO_2):n(H_2O)=16:1:16:210配制具有高稳定性、高活性和高流动性的液态导向剂。导向剂老化特定时间后,加入一定最的稀硫酸溶液,在强搅拌条件下制成 FAU 型沸石合成凝胶。该凝胶于373 K 下进行晶化,在α-Al_2O_3载体的外表面合成了较小晶粒的 FAU 型沸石膜。用X射线衍射和扫描电子显微镜表征FAU 型沸石膜的晶体结构和表面形貌。通过渗透蒸发实验研究 FAU 型沸石膜的孔道结构对其传递特性的影响。实验研究表明,高活性导向剂是 FAU 型沸石膜在载体表面进行生长的主要原因。导向剂的老化时间、老化温度和加入量对 FAU 型沸石膜的表面形貌、晶体尺寸和渗透性能的影响较大。较长的老化时间、较低的老化温度和较大的导向剂加入量均有利于小晶粒 FAU 型沸石膜的生成。渗透蒸发实验结果表明,小晶粒 FAU 型沸石膜在提纯1,3-丙二醇的过程中具有比大晶粒膜更高的1,3-丙二醇/丙三醇的分离选择性。