我国研制出世界最薄分子筛膜

<正>12月12日,记者从中国科学院大连化学物理研究所获悉,该所杨维慎研究员和李砚硕研究员带领的研究团队,成功制备出一种由1纳米厚的纳米片构成的分子筛膜,其厚度仅为蝉翼厚度的千分之一,而且具有如筛眼般高度规整的孔道,可以精确筛分尺寸差异仅为0.04纳米的氢气和二氧化碳分子。该纳米片分子筛膜的渗透通量和分离选择性远远超过目前所有氢气、二氧化碳分离膜。该项研究成果被美国无机膜科学家林跃生教授,德国分子     

Silicalite-1分子筛膜用于渗透汽化分离

渗透汽化分离是新型的膜分离技术，它具有低能耗、低设备投资及容易工业放大等优点。以往在渗透汽化分离中多使用有机膜，但在分离中有机膜难免有溶涨的缺点。无机膜在此方面有着有机膜无可比拟的优势。另外，在渗透汽化分离中很少对提取有机物进行研究。利用Silicalitc-1分子筛膜可以从有机物／水混合物中提取有机物。     

含氟体系优化合成Al-Beta分子筛膜

采用两步法在α-Al₂O₃载体上合成了致密连续的beta分子筛膜。首先,晶种层在无氟碱性体系中生长并交联形成致密的beta膜;然后,在含氟的近中性体系中再次生长形成具有（h0l）取向的分子筛膜,膜厚度约为3 μm。在450℃高温脱除模板剂以后,将膜进行单组分渗透蒸发实验。实验结果表明采用两步法合成的beta分子筛膜几乎无缺陷。     

4A分子筛膜的微波法合成及渗透性能的研究

分别采用微波密闭合成法和微波常压合成法,对合成液浓度、反应时间、涂晶方法对成膜的影响进行了探讨,在管状a-Al2O3基膜外壁上合成出了一系列4A型分子筛膜.并对其进行了X射线衍射、扫描电镜检测,并结合95%(质量分数)乙醇水溶液的渗透气化实验对所制备的膜进行了评价.建立了一套简单易行且费用较低的氮气吹扫的渗透汽化实验装置.     

分子筛膜的制备和研究进展

本文综述了分子筛膜的各种制备方法,如原位水热合成法、晶种法、微波加热法、化学气相沉积法、脉冲激光蒸镀法等,介绍了分子筛膜在物质分离和膜催化反应等方面的应用,同时讨论了在分子筛膜制备过程中膜缺陷的形成及其消除方法,最后提出了分子筛膜的研究展望。     

Beta/碳纳米复合分子筛膜的制备

利用浸渍提拉方法,在平均孔径500 nm的管状a-Al2O3陶瓷管载体上成功制备了无缺陷的Beta/碳纳米复合分子筛膜. 通过室温下单组分气体渗透实验,发现当Beta分子筛在聚糠醇/丙酮溶液中的含量逐渐加大时,复合膜的气体分离因数略有增加,同时气体渗透通量明显加大. 经优化后氢气渗透通量比纯碳膜增加了一个数量级,说明Beta分子筛起到了加快气体渗透通量的作用. 由SEM照片可以发现,随着Beta分子筛含量的增加,制备的纳米复合膜的厚度由平均14 mm减少到7 mm左右,从而减少了气体渗透的阻力.结合实验数据,探讨了沸石分子筛/碳复合膜气体渗透路径.     

应用界面聚合反应修复ZSM-5分子筛膜缺陷

利用均苯三甲酰氯（TMC）和间苯二胺（MPDA）在分子筛膜表面缺陷处的接触、聚合,形成具有一定孔隙结构且亲水性的聚酰胺修复材料,实现了ZSM-5分子筛膜的选择性修复。修复后的分子筛膜只存在微孔缺陷,整体的孔径分布集中在0.6 nm以下范围,最大缺陷小于1.0 nm;分子筛膜对ca. 5%乙醇/水混合物的分离因子从修复前的1.1增大到16.0以上,对应通量在1.0 kg/（m²·h）以上。     

MFI型分子筛膜的修复

采用二次生长法制备完备的MFI型分子筛膜,在高温脱除模板剂后测试其CO2/N2分离性能,分离因子低,说明膜存在较大的缺陷。采用纳米SiO2对分子筛膜进行修复,SiO2修复后的分子筛膜对CO2/N2分离因子由1.6提高到5.0,且修复后的分子筛膜的性能很稳定。此外,该修复方法具有良好的重复性,用于多个具有低分离因子的膜都得到了比较好的效果。     

多孔陶瓷载体上Y型分子筛膜的气体渗透性能

以一定的晶化液组成、晶化温度及晶化时间 ,经多次涂层 ,制备了较理想的 Y型沸石分子筛膜 ,研究 Y型分子筛膜的气体渗透性能。考察了 H2 、N2 、CO2 、C3 H8等气体的单组分及二元组分的气体渗透性能。结果表明 ,H2 / C3 H8理想分离因数达 5.0 9,CO2 / N2 实际分离因数达 1 0 .87。     

沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素研究进展

沸石分子筛膜在渗透汽化分离过程中的应用研究日益增多,对沸石分子筛膜渗透汽化分离机理及其影响因素作了简要综述,讨论了选择性吸附分离和分子筛分原理两种分离机理,其影响因素主要包括:分子筛膜表面特性、非沸石孔、操作温度、原料浓度、浓度极化等。     

分子筛膜渗透蒸发技术研究进展

概述了渗透蒸发膜分离过程和分子筛膜的优点,重点综述了沸石分子筛膜在渗透蒸发中的传输机理和传质模型,以及温度、压力、组成等对渗透蒸发膜分离性能的影响因素,介绍了分子筛膜渗透蒸发技术在有机溶剂脱水、水中脱除有机物和有机混合物分离等方面的应用,展望了分子筛膜在渗透蒸发膜分离技术中的发展方向。     

纳米分子筛膜的研究进展

概述了纳米分子筛膜研究及其应用的现状。介绍了纳米分子筛膜的制备方法如原位水热合成法、微波辐射合成法、预植晶种前驱体二次合成法等,以及纳米分子筛膜的一些表征方法如XRD、SEM、FT-IR、^29Si MAS NMR等,并对各种方法的优缺点进行了比较。最后为纳米分子筛膜研究提出了新的方法。     

A型沸石分子筛膜微波合成及渗透汽化性能

引　言沸石分子筛具有均匀的分子尺寸微孔结构和良好的热稳定性、机械强度、催化作用 ,是当前无机膜材料研究的热点之一 .沸石分子筛膜合成方法主要有原位水热合成法和汽相合成法 ,应用这些方法已成功合成出Ａ型[1] 、Ｙ型[2 ] 、Ｐ型[3 ] 、ＭＦＩ等[4 ] 等沸石分子筛膜 .Ａ型沸石分子筛由于具有0 .3～ 0 .5ｎｍ的有效孔径和三维孔道结构 ,亲水性强 ,有可能在小分子气体如低碳烃类分离及有机物脱水等方面得到应用 .Ｊａｎｓｅｎ等[5] 认为晶体粒径愈大 ,产生堆积孔径愈大 ,所合成的沸石分子筛膜存在缺陷可能性愈大 .但从文献报道看 ,沸石分…     

分子筛碳膜的制备

以含六次甲基四胺的热塑性酚醛树脂的乙醇溶液为涂膜液,采用浸渍法在支撑体原膜上涂膜,干燥后一步碳化制备了分子筛碳膜,有效地解决了碳膜制备中分离层易产生针眼﹑裂纹的问题,扫描电镜显示分离层与支撑体结合良好,膜表面光滑无缺陷,所制碳膜H2/CH4的分离系数达到171, H2/N2的分离系数达到74. 实验发现,涂膜液性质、支撑体的孔径以及表面粗糙度、浸渍时间对碳膜的性能有显著影响. 碳膜分离气体的机理主要为分子筛分.     

气体分离用管状炭分子筛膜

以无机陶瓷管为支撑体、热塑性酚醛树脂为原料,经高温炭化制备了炭分子筛膜。用低温N2吸附的方法测定了炭分子筛膜的比表面积,用扫描电子显微镜对膜的形貌和厚度进行了表征。考察了膜的气体透过率以及气体的理想选择性随温度的变化关系:H2、CO2、O2、N2和CH4的透过率随温度的升高而增大;理想选择性α(H2/N2)、α(CO2/N2)、α(CO2/CH4)随温度的升高而减小,而α(O2/N2)随温度的升高先增大后减小,在90℃左右气体选择性达到最大。最后由阿累尼乌斯公式计算了气体透过炭分子筛膜的活化能,进一步说明气体透过机理为活化扩散。     

NaA型分子筛膜合成及应用进展

介绍了NaA型分子筛膜在合成及应用方面的研究进展,重点介绍了NaA型分子筛膜在渗透汽化分离方面的实际应用,展望了NaA型分子筛膜的应用前景。     

炭分子筛膜的发展现状及应用

结合炭分子筛膜的发展状况,叙述了炭分子筛膜的制备方法。概括了炭分子筛膜在气体分离领域中的应用,展望了炭分子筛膜未来的发展方向。认为今后研究的重点应是如何得到气体分离选择性好且分离产率高的炭分子筛膜。     

无机膜回收分子筛催化剂过程阻力的研究与测定

介绍了无机膜回收分子筛催化剂过程中的膜污染机理及影响因素,阐述了滤饼层的形成是膜污染的主要来源,同时对膜阻力进行了测定。得出实验所用的无机微滤膜在23℃、错流过滤速度2 m/s、操作压力为0.1 MPa的操作条件下过滤分子筛催化剂过程中所产生的总阻力Rt为3.26×1012m-1,污染所产生的阻力Rf为2.733×1012m-1,组件自身的阻力Rm为5.27×1011m-1,Rf约为Rm的5倍,是导致膜通量下降的主要原因。     

NaY型分子筛膜的合成及表征

采用二次生长法,在管状莫来石支撑体外表面水热合成了NaY型分子筛膜。讨论了多种因素,如凝胶老化时间、合成温度、合成时间等对膜合成的影响。采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对膜进行了表征。XRD谱图证明在支撑体外表面形成了NaY型分子筛,根据SEM照片,膜层厚度在10~20μm。该膜表现出了对水的很高选择性,表明所制备的膜缺陷较少。     

NaA分子筛膜用于乙酸乙酯溶媒脱水回收

采用国产NaA分子筛膜对医药乙酸乙酯溶媒进行渗透汽化脱水回收,成功将乙酸乙酯脱水至0.05wt.%以下,处理能力达16.8kg.m-2.h-1,收率>99%。对NaA分子筛膜稳定性进行了考察,渗透汽化实验与扫描电子显微镜(SEM)表征结果表明,经过76.5h运行后的NaA分子筛膜保持了良好的分离性能与结构稳定性,在工业乙酸乙酯溶媒回收中表现出良好的应用前景。