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。     

PDMS/改性ZSM-5复合膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性剂,对ZSM-5型沸石粒子进行了改性,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为膜材料,制备了改性沸石填充的PDMS渗透汽化杂化膜。以10%的乙醇/水体系为实验对象,研究了该杂化膜对乙醇的分离性能。结果表明,填充改性沸石粒子能显著提高PDMS膜的分离性能。当料液温度为40℃时,分离因子和渗透通量分别达到14.1和348.7 g/(m2·h)。     

PBAT/ZSM-5分子筛共混薄膜的制备与性能

目的 以聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为基材,制备PBAT/ZSM-5分子筛共混薄膜,研究分子筛含量对薄膜性能的影响.方法 通过共混熔融挤出流延法制得含不同质量分数ZSM-5分子筛(0％,1％,3％,5％,7％)的PBAT薄膜,测定分析不同分子筛质量分数对薄膜的颜色、透明性、结构、气体阻隔性、力学性能等性能的影响.结果 随着分子筛质量分数的增加,透明性和断裂伸长率显著降低,抗拉强度先增加后降低,质量分数为1％分子筛的薄膜抗拉强度相对较大,较纯PBAT薄膜增加了12.34％;薄膜氧气透过性能整体上呈上升趋势,二氧化碳透过性和CO2/O2透过比均逐渐增加,水蒸气透过性显著降低,与纯PBAT薄膜相比,质量分数为7％分子筛PBAT薄膜的氧气和二氧化碳透过系数分别增加了18.48％,33.51％,水蒸气透过系数下降了43.28％,CO2/O2透过比由原来的8.84增加到9.96;薄膜表面和横截断面均变得粗糙,局部区域有团聚现象,且随分子筛含量的增加而变得明显.结论 ZSM-5分子筛的少量加入,可以影响PBAT薄膜力学性能,降低其水蒸气透过性,调节薄膜的气体选择透过性,为其应用于生鲜果蔬包装提供基础.     

高填充量ZSM-5/PDMS复合膜的制备及透醇性能研究

以加成型硅橡胶(RT-615)为基膜,采用HF酸刻蚀的ZSM-5粒子作为填充材料,制备了高填充量ZSM-5/PDMS复合膜。通过扫描电镜(SEM)表征,发现复合膜填充量(ZSM-5:PDMS质量比)低于至100%时,复合膜表面和断面较致密,均未出现孔洞,当超过100%时,复合膜的上表面和断面出现明显微米级孔洞。将复合膜用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离,研究发现随着ZSM-5填充量的提高,复合膜分离因子先增大后减小,这可能是由于填充量过大造成膜内的孔洞缺陷抑制了ZSM-5对乙醇选择性的提高,在填充量为70%时达到极大值21.0;复合膜渗透通量随着填充量的增大不断增加。将影响复合膜分离性能的因素分为外部因素(操作温度和料液浓度)和膜自身结构因素两部分,分别研究了各因素对复合膜渗透汽化分离性能的影响。     

ZSM-5分子筛膜/SiSiC复合材料的制备与表征

以生物形态多孔木材SiSiC陶瓷为载体,采用二次生长法在其孔道内壁合成了薄且连续、致密的ZSM-5分子筛膜.采用SEM、EDX、BET对多孔ZSM-5/SiSiC复合材料进行了表征.研究结果表明,采用静电组装技术,在木材陶瓷孔道内表面形成了单层、致密的分子筛晶种层.在100℃水热合成48h可在SiSiC陶瓷孔道内壁形成平均厚度为120nm的ZSM-5分子筛膜,且很好地复制了陶瓷载体的孔道结构,表现为连续致密的管状结构.制得的分子筛陶瓷复合材料的BET比表面积、微孔体积、ZSM-5分子筛负载量分别为17.8m2/g、0.00413cm3/g、2.36%.延长水热合成时间并不能增加膜的厚度,但ZSM-5分子筛膜表面的n(SiO2):n(AL2O3)会降低.     

先驱体转化法制备ZSM-5/SiC复合材料的研究

将碳化硅(SiC)陶瓷先驱体聚碳硅烷(PCS)与ZSM-5分子筛共混并压片制成ZSM-5/PCS胚体,然后采用辐射固化和高温裂解制得具有特定形状的ZSM-5/SiC复合材料,并对ZSM-5/SiC复合材料进行了表征。研究表明,经过辐射固化-高温烧结制得的ZSM-5/SiC复合材料,既能保持ZSM-5分子筛特有的孔道结构,又融合了SiC的高强度、耐高温和抗腐蚀等优点,产率达到85.32%,为制备大尺寸完整形状的复合型催化剂提供了新的思路。     

Cu/Ti-HMS分子筛的制备及脱硫性能研究

以十二胺为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,室温下合成了六方介孔硅(HMS)以及一系列不同n(Si)/n(Ti)的介孔分子筛Ti-HMS。并分别以HMS和Ti-HMS为载体,采用浸渍法合成了Cu-HMS和Cu/Ti-HMS分子筛。采用XRD、FT-IR、SEM等手段对其进行了表征。分别考察了硅钛比、反应时间、催化剂用量、反应温度、H2O2/S的摩尔比对Cu/Ti-HMS脱除模型油中噻吩的影响。结果表明,合成的HMS与Ti-HMS均有明显的六方介孔特征,引入Cu后六方介孔结构仍保持完好。Cu/Ti-HMS能有效地催化氧化脱除噻吩。在常压70℃时,当催化剂用量为0.1g/10mL模型油,n(H2O2)/n(S)为6,乙腈为萃取剂时,脱硫率达93.54%。     

Cu/Zn/Ce/ZSM-5分子筛的碱改性及催化性能研究

采用NaOH溶液和金属离子(Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ce~(4+))改性ZSM-5分子筛。通过SEM、XRD等表征手段,探讨NaOH溶液浓度、Cu/Zn/Ce物质的量比以及不同制备方法对ZSM-5分子筛形貌及性能的影响。以光催化辅助降解酸性大红GR模拟废水,考察改性后的ZSM-5分子筛的催化活性。结果表明,当NaOH溶液的浓度为0.2mol/L、Cu负载量为8%、Cu/Zn/Ce物质的量比为8∶4∶1、制备方法为溶胶-凝胶法时,分子筛的催化性能最佳,离子溶出量较小。     

对NaZSM-5分子筛盐酸改性制备TiO2/ZSM-5光催化剂

用盐酸改性处理NaZSM-5得到HZSM-5分子筛载体,再用溶胶-凝胶法在NaZSM-5和HZSM-5表面合成TiO_2前驱体,将其煅烧制备出TiO_2/ZSM-5负载型光催化剂。分别用扫描电镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和BET氮吸附对光催化剂的表面形貌、晶相结构和比表面积进行表征,研究了NaZSM-5分子筛盐酸改性对TiO_2/ZSM-5光催化剂的影响。结果表明,盐酸改性对NaZSM-5分子筛骨架结构的影响不大,但是使其结晶度有所降低。负载后TiO_2的晶粒尺寸明显减小,TiO_2/ZSM-5光催化剂的比表面积比纯TiO_2有较大增长。对NaZSM-5分子筛盐酸改性提高了TiO_2/ZSM-5对甲基橙的吸附和光催化降解能力。重复使用四次后,TiO_2/ZSM-5光催化剂的光催化降解率下降为初次使用时的82.4%。     

ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜的纳滤分离性能

将ZSM-5分子筛填充于聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备ZSM-5填充的PDMS/PVDF(聚偏氯乙烯)复合膜,采用扫描电镜(SEM)、接触角(CA)等方法对填充复合膜进行了表征和分析,并考察了复合膜对大豆油/己烷混合油的纳滤分离性能,研究了热处理、氢氟酸处理的ZSM-5及其填充量对复合膜分离性能的影响.结果表明,未处理ZSM-5填充膜对复合膜的分离性能有一定增强;经氢氟酸处理的ZSM-5传质阻力增加,填充膜的通量和截留率均有所下降;经热处理的ZSM-5由于孔内有机物被除去,孔道畅通,为己烷提供了优先通道,填充膜的通量改善较大,截留率也有一定提高.ZSM-5填充质量分数在30%~40%时复合膜的分离性能较好;当填充量过高时,由于ZSM-5团聚造成缺陷,反而恶化分离性能,截留率大幅降低.     

水热法制备ZSM-5分子筛的专利技术分析

ZSM-5分子筛的制备方法主要以水热法为主,本文系统分析了水热法制备ZSM-5分子筛的技术路线演进,梳理了该领域技术发展的专利技术,体现了发展趋势等规律,为水热法制备ZSM-5分子筛过程中各参数的调节等相关研究提供参考和方向。     

ZSM-5/SBA-15复合分子筛催化热解稻壳制备芳烃化合物研究

通过后合成法制备了ZSM-5/SBA-15复合分子筛,利用X射线衍射、透射电子显微镜、BET比表面积测试法和傅里叶变换红外光谱等表征方法对合成的分子筛催化剂进行了表征,在立式固定床反应器进行稻壳热解实验,分析了ZSM-5/SBA-15复合分子筛催化热解制备芳烃化合物的性能。结果表明:ZSM-5/SBA-15具有微-介孔复合结构;与未添加催化剂相比,催化剂的加入使得热解油中芳烃化合物(主要是苯、甲苯、二甲苯、萘和甲基萘等)的产率得到有效提高。此外,与ZSM-5相比,ZSM-5/SBA-15的加入提高了液体产物的产率,降低了气体产物的产率;而且单环芳烃(苯、甲苯和二甲苯)的产率和选择性都得到提高,单环芳烃选择性达到84.6%,与之相应的是多环芳烃的产率明显下降。     

含氟体系下亲水性ZSM-5沸石分子筛膜的制备及其性能

用变温热浸渍法在廉价大孔α-Al₂O₃的载体管上涂覆大小晶种引入平整均匀的晶种层, 随后在无有机模板剂的含氟体系下通过二次水热生长法制备了亲水性ZSM-5沸石分子筛膜。实验考察了小晶种液浓度对形成晶种层及ZSM-5沸石分子筛膜形貌和性能的影响。并将制备的ZSM-5沸石分子筛膜分别用于渗透汽化异丙醇脱水和乙酸脱水体系中。结果显示, 小晶种液浓度为0.2wt%时, 制备的ZSM-5沸石分子筛膜在75℃下对10wt%水/异丙醇和10wt% 水/乙酸混合物体系均具有优良的分离性能, 其渗透通量分别为3.64 kg/(m²·h)和0.61 kg/(m²·h), 分离因子分别达3204和1321。     

两步晶化法制备MCM-48/ZSM-5复合分子筛

利用两步晶化法制备了高水热稳定性的MCM48/ZSM-5介微孔复合分子筛.通过SEM、TEM、XRD、IR和N₂吸附脱附进行表征,结果显示,该材料的结构不同于简单的机械混合,而是具有微孔孔壁和三维立方介孔孔道的复合材料,其孔道尺寸为2.6nm左右.该复合分子筛在沸水中处理6h后,介孔结构仍保留完好.通过考察晶化时间对复合分子筛的影响,证明了介孔和微孔的组装是一个竞争的过程,复合分子筛中介孔与微孔结构的比例随晶化时间的变化而变化,且具有介孔孔道和微孔孔壁的复合分子筛150℃的最优晶化时间为8h.     

HF酸刻蚀ZSM-5/PDMS膜渗透汽化透醇性能研究

采用HF酸对3种MFI型沸石(ZSM-5,silicalite-1)进行刻蚀,通过SEM和TEM对刻蚀前后沸石的表面和本体形貌进行了表征,发现酸刻蚀造成沸石表面出现微米级孔洞,但本体仍保留了规则的孔道结构。将刻蚀后的ZSM-5填充至聚二甲基硅氧烷(PDMS)中制备了复合膜,用于乙醇/水混合物的分离,研究了沸石硅铝比、HF酸浓度、操作温度和料液浓度对复合膜渗透汽化分离性能的影响。研究发现HF酸处理,可以有效地提高ZSM-5/PDMS膜的分离因子,由12.3最高上升至16.8([EtOH]=5wt%,50℃),渗透通量稍有下降;随着操作温度的升高,复合膜渗透通量增大,分离因子在50℃达到极大值;料液中乙醇浓度提高,复合膜渗透通量增大,分离因子减小。     

原状脱硫石膏泡沫混凝土的制备与性能研究

原状脱硫石膏泡沫混凝土是在自主研发的原状脱硫石膏高强胶凝材料体系的基础上,以H2O2为化学发泡剂,同时在催化剂MnO2的作用下,利用反应后产生的O2达到自主发泡的目的,并掺入一定量的聚丙烯纤维和稳泡剂硬脂酸钙分别起到增强增韧和稳定气泡的作用。实验研究了不同组分对原状脱硫石膏泡沫混凝土各项性能的影响,包括干密度、抗压强度、导热系数、气孔率、线性收缩率、吸水率等性能,并利用扫描电子显微镜观察了不同发泡剂掺量时孔结构的微观形貌,最终确定了最佳配合比:胶凝材料体系组分为1(所包含组分质量比为:m(原状脱硫石膏)∶m(矿渣)∶m(水泥)∶m(石灰粉)∶m(水玻璃)∶m(减水剂)=60∶31∶9∶6∶0.7∶1.8),发泡剂掺量为2.5%、硬脂酸钙为3.2%、纤维为0.15%、水胶比为0.38,均外掺(质量比)。原状脱硫石膏泡沫混凝土各项性能均满足标准JC/T 266-2011《泡沫混凝土》的相关要求。本研究大大扩大了工业废石膏的应用范围,有效节约了自然资源,具有重要的社会现实意义。     

ZSM-5分子筛合成的研究

沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的一类水合物。它是具有多孔的晶体,其优异的特点是有许多一定大小的空穴与规则的孔道,空穴之间由许多直径相同的孔连接,可把比其孔大的分子排斥掉,即选择性吸附,并具有高的热稳定性和选择性,人工合成的分子筛比原来无定形的硅铝催化剂有更优越的性能,本实验采用的是水热法合成ZSM-5沸石分子筛。     

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.     

用于膜接触器脱硫的PVDF/GO - IM膜制备与性能研究

化石燃料燃烧和汽车尾气为PM2.5的重要来源,其中SO_2为PM2.5的重要组成部分,膜接触器在脱除SO_2领域具有良好的应用前景.本研究通过沉淀聚合法制备了氨基化氧化石墨烯(GO-IM),并填充到聚偏氟乙烯(PVDF)中,通过浸没沉淀相转化法制备了氨基化氧化石墨烯填充膜,对膜形貌、孔隙率、接触角和机械强度等进行表征,并评价其脱硫性能;此外,研究了不同GO-IM填充量的PVDF/GO-IM膜的渗透性能.结果表明,膜壁上的GO-IM可促进SO_2的传递,提高了SO_2气体的吸收通量,GO-IM上丰富的氨基提高了与PVDF界面的相容性.当GO-IM与PVDF质量比为3%、测试温度为20℃、进料气压力为0.10 MPa时,膜的SO_2吸收通量可达6.51×10~(-4) mol/(m~2·s),表明PVDF/GO-IM膜接触器在烟道气脱硫领域具有良好的应用前景.