在粗孔a–Al2O3载体上合成NaA沸石膜

采用稀释的水玻璃作为分散介质配成0.5%(w)的NaA沸石悬浮液，对粗孔a-Al2O3(孔径3~5 mm)载体管修饰并预涂晶种，进一步采取原位水热晶化法在a-Al2O3载体管外表面制备NaA沸石膜. 重复合成5次后，在载体表面形成一层致密、连续的沸石晶体层. 由XRD确定该晶体为A型沸石，由SEM可观察到膜厚约15~20 mm，膜表面上的沸石晶体大小约为3~5 mm，晶体之间紧密孪生在一起，看不出晶间空隙. 制备的NaA沸石膜的H2渗透率为3.05′10-6 mol/(m2×s×Pa)， 对H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别为6.9和15.6，超过对应的努森扩散值3.74和4.69，说明所制备的NaA沸石膜具有分子筛分性能.     

在粗孔a-Al_2O_3载体上合成NaA沸石膜

采用稀释的水玻璃作为分散介质配成0.5%(w)的NaA沸石悬浮液,对粗孔a-Al2O3(孔径3~5 mm)载体管修饰并预涂晶种,进一步采取原位水热晶化法在a-Al2O3载体管外表面制备NaA沸石膜. 重复合成5次后,在载体表面形成一层致密、连续的沸石晶体层. 由XRD确定该晶体为A型沸石,由SEM可观察到膜厚约15~20 mm,膜表面上的沸石晶体大小约为3~5 mm,晶体之间紧密孪生在一起,看不出晶间空隙. 制备的NaA沸石膜的H2渗透率为3.0510-6 mol/(m2sPa), 对H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别为6.9和15.6,超过对应的努森扩散值3.74和4.69,说明所制备的NaA沸石膜具有分子筛分性能.     

在粗孔αAl2O3载体上合成NaA沸石膜

采用稀释的水玻璃作为分散介质配成0.5(ω)的NaA沸石悬浮液,对粗孔α-Al2O3(孔径3～5μm)载体管修饰并预涂晶种,进一步采取原位水热晶化法在((Al2O3载体管外表面制备NaA沸石膜. 重复合成5次后,在载体表面形成一层致密、连续的沸石晶体层. 由XRD确定该晶体为A型沸石,由SEM可观察到膜厚约15-20μm,膜表面上的沸石晶体大小约为3-5μm,晶体之间紧密孪生在一起,看不出晶间空隙. 制备的NaA沸石膜的H2渗透率为3.05×10-6 mol/(m2(s(Pa), 对H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别为6.9和15.6,超过对应的努森扩散值3.74和4.69,说明所制备的NaA沸石膜具有分子筛分性能.     

铝硅酸溶液中NaA型沸石分子筛膜合成规律的研究

对支撑体预处理、制膜液碱度、晶化温度和晶化时间对NaA型沸石分子筛膜性能的影响进行了综合研究,得出较优的条件是;支撑体采用去离子水浸泡,在90℃条件下晶化5小时,制膜液摩尔组成为Na2O:SiO2:Al2O3:H2O=8:1:0.2:200.SEM表明所合成的NaA型沸石分子筛在支撑体表面紧密排列形成膜层,膜厚约为3μm;NaA型沸石分子筛膜的氢气和氮气的渗透系数几乎不随平均压力变化而改变,其理想分离系数约为5,高于Knudsen扩散值,表明所合成的NaA型沸石分子筛膜具有一定的分子筛分效应.     

T型沸石膜的制备及其脱盐性能研究

以2μm和600 nm的T型沸石为晶种,采用二次生长法制备T型沸石膜,利用XRD和SEM对T型沸石膜的晶相结构、膜层形貌进行表征,并在348 K下将其用于渗透蒸发分离35 g/L氯化钠溶液。结果表明,在423 K下晶化反应4 h, T型沸石晶体交互生长形成致密的T型沸石膜,膜层厚度约4μm,渗透蒸发脱盐测试渗透通量可以稳定在7.5 kg/（m²·h）,离子截留率大于99.9%;制备的T型沸石膜渗透蒸发脱盐性能优异,有重要的海水脱盐工业应用价值。     

壳牌炉粉煤灰合成沸石及其脱氮应用研究

利用壳牌炉粉煤灰水热合成沸石,调节硅铝物质的量比为1.7合成NaA型沸石。通过单因素实验和正交实验优化合成工艺条件,在碱液浓度为1 mol/L、晶化温度为100 ℃、晶化时间为7 h、液固比（mL/g）为5∶1的条件下合成的NaA型粉煤灰沸石的脱氮能力较强,氨氮去除率达74.62%。分析正交实验结果可知,各因素对NaA型沸石脱氮性能的影响程度：碱液浓度＞晶化温度＞液固比＞晶化时间。对较优产品进行分析,可知其结晶度较大、纯度较高;晶体形貌完整、规则;沸石的孔道排列紧密有序。该NaA型沸石可用于处理氨氮废水。     

沸石晶种层形成的影响因素及其对Silicalite-1型沸石膜生长的影响

研究了晶种二次成膜法中提拉法晶种涂层形成的主要影响因素,如载体性质、晶种大小和涂层溶剂及晶种层质量对Silicalite-1沸石水热生长成膜的影响.SEM和XRD分析表明,载体的性质、晶种大小及涂层溶剂对晶种层的形成均有很大影响.晶种在平整的小孔径陶瓷载体上易沉积形成连续晶种层,不平整的大孔载体上难以形成连续晶种层.弱极性的乙醇晶种悬浮液有利于晶种粒子的沉积;疏水性的炭载体不宜采用强极性的水作为溶剂进行晶种涂层,而宜在乙醇悬浮液中进行晶种涂层;纳米级小晶粒晶种易形成连续、均匀的晶种层,大晶粒(600 nm和2.2μm)晶种不易在大孔载体上沉积.用小晶粒晶种形成的连续晶种层,沸石生长形成的膜质量好.结果表明,沸石膜的质量取决于晶种层的质量.     

低温水热合成超微NaA沸石

以商品化的硅溶胶和偏铝酸钠作为反应原料，在低温下进行水热合成制备了小于1μm的小颗粒NaA沸石，而这种沸石颗粒是由极小的初级NaA沸石的纳米晶体颗粒组成的。考察了在一定温度下成胶铝硅摩尔比以及晶化反应时间对反应产物的影响，采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对反应产物进行了表征，结果表明在较低晶化反应温度下采用硅溶胶为硅源可以方便地得到超微NaA沸石，产物可能在洗涤助剂方面具有较好的应用前景。并结合实验结果对反应机理进行了讨论。     

二次生长法制备NaA型沸石膜及其在渗透汽化中的应用

首先采用负压法在氧化铝载体上引入晶种,再通过二次生长法合成了NaA型沸石膜,考察了各种因素对制膜的影响。结果表明,在90℃时反应晶化3h,能够形成最佳的NaA膜层。对于质量分数为90%的乙醇水溶液,所合成的膜的渗透汽化通量为0 19kg/(m2·h),分离因子达300以上。在此基础上研究了渗透汽化温度、渗透液浓度对于分离性能的影响,获得了渗透汽化过程的初步规律。     

Preparation of NaA Membrane and Application on Dehydration of Chloromethane

以氢氧化钠、铝酸钠和硅溶胶为原料，利用热浸渍提拉法预涂晶种，在孔径为 2～3μm 的亲水性 α-Al2O3载体和孔径为 800nm 的疏水性炭载体上制备 NaA 沸石膜。借助于 X 射线衍射和扫描电子显微镜对合成的沸石膜进行了表征，采用单组分气体渗透法对 NaA 沸石膜的气体渗透性能进行了检测。结果表明：当 H2渗透通量相近时，在亲水性 α-Al2O3载体上制备的 NaA 沸石膜对 H2/n-C4H10的分离因数为 27.6，远远高于在疏水性炭载体上制备的 NaA 沸石膜的分离因数。NaA 沸石膜在 α-Al2O3载体上的生长速率为 1.0μm/h，比在炭载体上生长速率快 1 倍，说明亲水性 α-Al2O3载体更适合作为制备致密的强亲水性 NaA 沸石膜的载体。将在 α-Al2O3载体上制备的 NaA 沸石膜用于一氯甲烷脱水实验，当进料水含量为 0.252% （质量分数）时，水/一氯甲烷的分离因数为 7.5×104。     

高性能Na A沸石膜的放大制备及表征

采用二次生长水热合成法,在廉价的大孔α-Al2O3载体上(长度为800 mm,外径为12 mm,平均孔尺寸为2～5μm)成功制备高分离性能NaA沸石膜。通过XRD和SEM等表征方法对制备的NaA沸石膜的分子筛晶体与表面形貌进行表征,并对其渗透汽化性能进行测试,在操作温度为75℃、真空度为500～700 Pa的条件下,对乙醇含量为90%(wt)的乙醇/水体系进行分离,渗透通量大于2.0 kg·m-2·h-1且分离系数在8 000以上。表征和测试结果表明,制备的NaA沸石膜表面晶体结晶度高、连续致密且重复性高。     

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州的水热合成法，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。重点阐述了被除数广泛研究的MFI型分子筛膜的制备方法与应用。详细讨沦了多孔支撑体、晶体、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，     

支撑体材料对NaA型沸石分子筛膜形成的影响

采用水热合成法制备NaA型沸石分子筛膜,实验比较了α-AI2O3、ZrO2及TiO2三种支撑体对NaA型沸石分子筛膜形成的影响。XRD测定所合成的沸石分子筛膜是NaA型。SEM和渗透实验结果表明,沸石分子筛膜的性能与支撑体有关,TiO2优于ZrO2和α-AI2O3。TiO2支撑体上合成沸石分子筛膜的H2、N2渗透系数大小基本与膜两侧平均压力无关,理想分离系数约为8,高于Kundsen扩散分离因子3．74,表现有一定的分子筛分效应。     

NaA沸石膜的制备及在一氯甲烷脱水中的应用

以氢氧化钠、铝酸钠和硅溶胶为原料,利用热浸渍提拉法预涂晶种,在孔径为2～3μm的亲水性α-Al2O3载体和孔径为800nm的疏水性炭载体上制备NaA沸石膜。借助于X射线衍射和扫描电子显微镜对合成的沸石膜进行了表征,采用单组分气体渗透法对NaA沸石膜的气体渗透性能进行了检测。结果表明:当H2渗透通量相近时,在亲水性α-Al2O3载体上制备的NaA沸石膜对H2/n-C4H10的分离因数为27.6,远远高于在疏水性炭载体上制备的NaA沸石膜的分离因数。NaA沸石膜在α-Al2O3载体上的生长速率为1.0μm/h,比在炭载体上生长速率快1倍,说明亲水性α-Al2O3载体更适合作为制备致密的强亲水性NaA沸石膜的载体。将在α-Al2O3载体上制备的NaA沸石膜用于一氯甲烷脱水实验,当进料水含量为0.252%(质量分数)时,水/一氯甲烷的分离因数为7.5×104。     

以粉煤灰为原料两步法合成亚微米NaA型沸石

以粉煤灰为原料,采用两步法合成了亚微米NaA型沸石(Na12[Al12Si12O48]·27H2O).研究了晶化时间和NaOH溶液浓度对合成亚微米NaA型沸石的纯度、结晶度和粒度的影响.结果表明:晶化时间将影响NaA型沸石的纯度和结晶度;NaOH溶液浓度主要影响产物的粒径大小和粒度分布范围.通过优化合成条件,在5mol/L和6.67mol/L NaOH溶液浓度的条件下,由粉煤灰制备的硅铝凝胶,在100℃分别晶化4h和3h可合成骨架结构完好,结晶度高的亚微米NaA型沸石.合成的亚微米NaA型沸石的平均粒径分别为450nm和250nm,粒径分布范围(size span,SP)分别为3.84和2.44.合成产物的NH4 和Cu2 离子交换容量随着晶粒的减小而显著增加.     

Maxwell-Stefan理论模拟NaA沸石膜分离一氯甲烷中微量水的渗透特性

通过热浸渍晶种法制备了高质量的NaA沸石膜,并将其应用于蒸汽渗透脱除一氯甲烷中的微量水. 实验结果表明,NaA膜对该体系显示了优异的分离性能,水对一氯甲烷的分离系数高达74831,产品中的水含量从0.2582%(w)降低到0.005%(w). 将基于Maxwell-Stenfan理论和Langmuir理想吸附理论推导的吸附-扩散模型用于模拟水渗透流速与渗透侧真空度和进料温度的关系,预测趋势与实验值吻合很好,且拟合得到的参数与文献报道较接近,表明水蒸汽在NaA沸石膜中的传递为表面扩散机制,水蒸汽的吸附对渗透速率的贡献很大. 水蒸汽的吸附热为-34.15 kJ/mol.     

含甲基纤维素的NaA沸石膜的制备和表征

NaA沸石膜具有规则的孔道结构,利于分子传输,在有机物脱水领域有一定的应用。为使沸石膜生长更连续均匀,提高渗透汽化性能,本文以甲基纤维素作为空间限制剂加入合成液,探究碱度、晶化温度以及晶化时间对膜的影响,按最优条件制备合成液,并依据质量比m(MC)∶m(H₂O)=1∶100添加甲基纤维素,制备NaA沸石膜。表征方法采用XRD、SEM和渗透汽化3种方式,结果表明添加甲基纤维素的沸石膜表面结构完整,生长致密且性能优良,在75℃下对0.6mol/L的NaCl水溶液做渗透汽化测试时,通量达8.33kg/(m²·h),盐离子截留率为99.95%。在0.6mol/L的NaCl的水溶液中测试72h,结果表明添加甲基纤维素的NaA沸石膜时间依存性更好,通量保持在8.30kg/(m²·h)左右,离子截留率稳定在99.90%。渗透汽化分离ω(C₂H₆O)=90%乙醇的水溶液,随着温度从60℃升高到75℃,沸石膜的通量由1.55kg/(m²·h)升高到2.56kg/(m²·h),渗透侧水含量保持在99.90%左右。     

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(FT-IR)、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0.087 μm/h,此时TS-1沸石膜厚度为4μm,表面平整,无明显缺陷.     

清液体系中高性能T型沸石分子筛膜的合成

由摩尔组成为SiO2:Al2O3:Na2O:K2O:H2O=1:0.015:0.25:0.08:25的澄清溶液,在预涂晶种的管状莫来石支撑体上水热合成T型沸石分子筛膜.在高于100℃清液体系中合成出了高性能T型沸石分子筛膜.用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)仪和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对150℃下合成35 h的分子筛膜进行了表征.XRD谱表明:T型沸石分子筛成功地生长在预涂晶种的支撑体上.支撑体的外表面覆盖着20 μm厚有取向的晶体层.从SEM照片判断,起到分离作用的是生长致密的中间层,而不是表层.在150℃下制备的膜,对水/乙醇、水/异丙醇混合物具有高渗透汽化分离性能.优异的渗透汽化性能归因于在涂有晶种的多孔支撑体上生长了一层高结晶度且缺陷较少的T型沸石分子筛晶体层.     

沸石分子筛膜的应用与研究进展

介绍了NaA沸石分子筛膜的合成方法以及NaA沸石分子筛膜在液体分离、气体分离、催化反应,光学及光催化反应等高新技术领域的应用,提出了沸石分子筛膜面临的问题与挑战。