有机硅烷改性ZSM-5/BPPO非对称膜制备及其渗透汽化性能

以硅烷改性ZSM-5分子筛为填充剂,采用沉浸凝胶相转化法制备了ZSM-5/BPPO非对称膜. 结果表明,分子筛在BPPO膜中分散均匀,填充分子筛后膜表面粗糙度增大、疏水性增强. 以低浓度乙醇-水体系为研究对象,考察了分子筛填充量、进料液浓度及进料液温度对ZSM-5/BPPO膜渗透汽化分离性能的影响. 结果表明,随乙醇浓度增大,ZSM-5/BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;随进料液温度升高,ZSM-5/BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大;在60℃、分子筛填充量为0.3%(w)时,ZSM-5/BPPO膜对5%(w)乙醇-水体系的分离因子高达18.49,渗透通量为529.69 g/(m2×h). ZSM-5/BPPO膜对不同醇-水体系的分离结果表明,醇类分子量越大,膜分离性能越好.     

ZSM-5/NaY型复合分子筛膜的制备及其渗透汽化性能研究

采用水热合成法在n(SiO₂)∶n(Al₂O₃)∶n(Na₂O)∶n(H₂O)为25∶1∶22∶600的合成液体系中合成高性能的ZSM-5/NaY型复合分子筛膜,考察了陈化时间、合成液中水的摩尔分数、合成时间以及合成温度对膜的渗透汽化分离性能的影响,同时,考察了ZSM-5/NaY型复合分子筛膜的稳定性。利用SEM和XRD对膜的形态结构进行表征。结果表明,在合成液陈化18 h后,在105℃下晶化6 h,可成功制备出连续致密的ZSM-5/NaY型复合分子筛膜;在75℃下分离90%的异丙醇/水体系,渗透侧水质量分数可以达到99.15%以上,渗透通量保持在2.12 kg/(m²·h)以上,并且具有良好的重复性。     

变浓度合成ZSM-5分子筛膜的成膜机理研究

在平均孔径为2 μm多孔α-Al2O3陶瓷管外表面,采用不同方法合成了ZSM-5分子筛膜.通过对ZSM-5分子筛膜SEM的研究,提出了变浓度下ZSM-5分子筛膜的成膜机理.变浓度晶化法合成分子筛膜,预涂在载体表面的纳米晶种粒子形成凝胶层,此层晶种诱发更多新的晶核生成;在浓晶化液中,发生固相机理和液相机理作用,晶核会逐渐长大;在稀晶化液中,是液相机理起作用,载体表面晶粒的部分溶解,晶粒表面的修饰和再生长,膜内晶粒的形貌更加完整,有效地减少了晶化液的用量和合成次数,膜层薄,膜质量好.最后对不同方法合成的ZSM-5分子筛膜进行了XRD表征,并且对膜性能进行了比较.     

ZSM-5沸石填充聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸异丙酯

采用两步法制备了ZSM-5沸石填充的疏水性端羟基聚丁二烯基聚氨酯（PU）膜,用以分离水中芳香性有机物乙酸异丙酯。对该膜的化学结构、形貌及热稳定性进行了表征,并研究了ZSM-5沸石填充的PU膜的溶胀度及渗透汽化性能。结果表明：添加ZSM-5沸石后,膜的热稳定性明显提高,沸石与膜的相容性较好,且随着添加量的增加,膜的溶胀度降低,分离因子先升后降。在303 K、料液浓质量分数为1%的条件下,ZSM-5添加量为20%（质量分数）时,分离因子达到最高;同时随着料液浓度及操作温度的上升,通量和分离因子都增加。在333 K、料液质量分数为1%的条件下,PU-ZSM-5-20膜的分离因子及通量最高可达288.72 g/（m2·h）和53.21 g/（m2·h）。     

协同导向法合成ZSM-5/ZSM-11共生分子筛

使用四丁基铵(TBA~+)模板剂和Beta分子筛作晶种协同导向合成ZSM-5/ZSM-11共生分子筛。Beta分子筛晶种的加入扩大了ZSM-5/ZSM-11分子筛的合成相区,抑制了丝光沸石杂相的生成。研究了合成条件对共生结构中ZSM-5、ZSM-11的含量及分子筛晶体形貌的影响,发现相同条件下晶种添加量越大、合成碱度越小、投料硅铝比越高,共生结构中ZSM-11的含量越高,分子筛的晶粒尺寸越小。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N_2物理吸附(BET)、~(27)Al魔角旋转固体核磁(MAS-NMR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等对样品进行表征,发现ZSM-5/ZSM-11共生分子筛具有高的结晶度、丰富的孔结构、优良的Al的配位状态和强酸性,是具有潜在应用价值的优良催化剂。     

无模板剂法合成ZSM-5分子筛的研究进展

由于模板剂在分子筛合成过程中会造成严重的环境污染,而且成本及耗能较高,因此如何以无模板剂法合成ZSM-5型分子筛成为业内人员的研究热点。对近年来无模板剂条件下合成ZSM-5分子筛的方法进行了综述,包括无添加法、晶种添加法和预晶化液添加法。同时对各方法合成小晶粒分子筛的优缺点进行了分析,并且对纳米级ZSM-5分子筛的合成方法进行了展望,认为预晶化液法是稳定的、低耗能低污染的合成纳米级ZSM-5分子筛的较好方法。最后指出,如何解决纳米分子筛合成过程中的聚集问题,是需要深入研究的课题。     

Langmuir-Blodgett法制备高H2选择性取向ZSM-5分子筛分离膜

利用Langmuir-Blodgett（LB）技术首先在多孔氧化铝载体表面有序组装了单层b-轴取向Silicalite-1分子筛晶种层,再采用二次生长法,以溴化六丙双铵（dimer-TPABr）为结构导向剂配制二次生长合成液,在175℃反应48h制备了高度b-轴取向ZSM-5（Si/Al=120）分子筛膜。扫描电镜（SEM）表征显示ZSM-5分子筛膜致密连续且厚度约为2.6μm。X射线衍射（XRD）表征结果显示,膜的b-轴晶体优先取向值高达0.858。气体分离性能测试结果显示,制备的ZSM-5分子筛膜在高温焙烧脱除有机模板剂过程中会产生缺陷。经硅烷试剂四甲氧基硅烷（TMOS）对缺陷修复后,ZSM-5分子筛膜表现出高的H₂选择性分离性能,H₂/CO₂分离因子高达68 （T=25℃,p=0.1MPa）,对应的H₂渗透速率为1.36×10^-8mol/(m²·s·Pa)。     

载铜ZSM-5分子筛膜脱除硫醇性能

采用-次水热合成法,制得ZSM-5分子筛膜,用XRD和扫描电镜对膜的物理及化学结构进行了分析表征.所制得的膜用于正己烷中硫醇的脱除,研究了不同膜通量、负载离子浓度和料液温度对膜性能的影响.结果表明:渗透通量大,对硫醇的脱除不利;铜离子的引入大大提高了分子筛膜管的截留性能,但负载铜离子过高会降低模拟汽油的通量;操作温度升高,渗透通量增加,膜对硫醇的脱除率下降.     

ZSM-5沸石分子筛膜的制备及脱盐性能研究

淡水资源日益短缺,发展膜法海水淡化技术是满足世界淡水供应需求的重要途径,但是寻找合适的膜材料依然是人类面临的挑战。ZSM-5沸石分子筛膜（简称沸石膜）具有规则的孔道结构、合适的孔径尺寸（0.51~0.56 nm）以及可调变的硅铝比,在有机物脱水分离应用中展示了优异的选择性及良好的渗透性和稳定性。基于其孔径尺寸介于水分子和盐离子之间,其在海水淡化脱盐领域也具有应用潜力。在大孔α-Al₂O₃载体上采用二次生长法制备了ZSM-5沸石膜,考察了晶化时间与合成液的硅铝比对ZSM-5沸石膜成膜和渗透蒸发脱盐性能的影响,并采用XRD、SEM、EDS与水接触角表征了合成膜的相结构与结晶度、骨架组成表面特性等膜的结构性质。结果表明：通过二次水热法采用合成液摩尔配比为n（Al₂O₃）∶n（SiO₂）∶n（Na₂O）∶n（NaF）∶n（H₂O）=0.05∶1∶0.21∶1.01∶55的合成液在175℃下晶化48 h为最佳的合成条件,制备了Si/Al比为10、接触角为17.5°的亲水纯相致密ZSM-5沸石膜,并在75℃下对3.5%（质量）的NaCl水溶液进行了渗透蒸发测试,水的通量和盐离子截留率达到8.35 kg·m^-2·h^-1和99.99%,且性能在60 h的时间依存性测试后依然稳定,表现出了很高的海水淡化工业应用潜力。     

用于分离DMF/H2O体系的Me-silicalite-1渗透汽化分子筛膜的制备

采用二次生长法制备了用于渗透汽化分离DMF/H2O体系的杂原子取代Me-silicalite-1/α-Al2O3(Me=Co、Fe)分子筛复合膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和紫外漫反射(UV-Vis)等方法对分子筛膜进行表征,结果表明金属离子进入分子筛骨架。渗透汽化实验显示,金属离子掺杂的silicalite-1/α-Al2O3分子筛复合膜,具有较好的分离性能且优先透过有机胺,有利于工业中DMF溶剂的回收和利用。随着操作温度升高,分离因子减小,渗透通量增加。40℃分离质量分数为5%的DMF/H2O混合液时,Co-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜和Fe-silicalite-1/α-Al2O3分子筛膜的分离因子分别为4.4和2.9,渗透通量分别为0.66和0.84 kg·m-2·h-1。     

无有机模板剂制备ZSM-5分子筛及其环己烯水合应用

以硫酸铝、水玻璃为主要原料,无有机模板剂条件下采用两步水热晶化法合成ZSM-5分子筛。系统研究钠硅比、水硅比和晶化时间等因素对ZSM-5分子筛结晶度和晶粒尺寸的影响。采用XRD和SEM对制备的ZSM-5分子筛进行结构表征,并考察ZSM-5分子筛在环己烯水合反应中的催化性能。结果表明,在一定钠硅物质的量比和水硅物质的量比范围,ZSM-5分子筛结晶度随钠硅物质的量比的增加与水硅物质的量比的减小而升高。无有机模板剂条件下制备ZSM-5分子筛,不仅降低生产成本,减少对环境的危害,而且在环己烯水合反应中表现出较好的催化活性,随着ZSM-5分子筛晶体尺寸减小,环己烯转化率提高。     

ZSM-5分子筛膜合成条件对膜脱硫性能的影响

采用正交实验,考察了ZSM-5分子筛膜制备过程中合成液碱量、硅铝比、模板剂用量对成膜的影响,并采用单组分模拟汽油进行脱硫实验。从脱硫效果看,得出了用于脱除噻吩和苯并噻吩各自的最佳合成液配比。按最佳配比制备出两膜,用XRD、SEM对膜进行表征,确定了所合成的膜为ZSM-5分子筛膜,并估算出两膜的孔径分别为0.58 nm、0.64 nm。结果表明,合成液配比主要影响膜的孔径大小,从而影响着ZSM-5分子筛膜的分子筛分性能,最后指出当ZSM-5分子筛膜的孔径略小于硫化物分子动力学直径时,脱硫效果最佳。     

ZSM-5 型沸石膜反应器在乙苯脱氢反应中的模式

引言 沸石分子筛膜是近些年发展起来的和种新型的膜分离技术[1],它是通过分子筛孔道实现分子筛分,从而得到较高的分离因数.     

改性ZSM-5分子筛膜对二元噻吩类硫化物分离性能

采用二次水热合成法制得ZSM-5分子筛膜,并对其负载金属离子进行改性。XRD、SEM等表征结果表明,所合成的为ZSM-5分子筛膜。所制得的膜经过负载金属离子改性后用于模拟汽油中噻吩类二元硫化物的分离,研究了不同负载离子种类、负载离子浓度和活化温度对二元硫化物竞争吸附的影响,同时还考察了膜的再生效果。实验表明:当银离子浓度为0.2mol/L时硫化物的分离因子最高达到1.7;当活化温度为450℃时ZSM-5分子筛膜的分离性能最好;苯并噻吩对噻吩有较强的竞争吸附影响。从再生性能看,负银ZSM-5分子筛膜的分离性能具有较好的稳定性。     

负载金属离子ZSM-5分子筛膜脱除苯并噻吩-二苯并噻吩的性能

采用水热合成法制备ZSM-5分子筛膜,并通过负载金属离子对其进行改性。通过X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备的膜进行表征。将所制得的ZSM-5分子筛膜经过负载金属离子改性后用于模拟汽油中苯并噻吩、二苯并噻吩二元硫化物的分离,考察负载离子种类、负载离子浓度和操作温度对二元硫化物竞争吸附和渗透通量的影响,并应用软硬酸碱理论(HSAB)分析吸附能力的强弱。结果表明:当Ag+浓度为0.2 mol/L时硫化物的分离因子最高可达1.31;随着操作温度的升高,ZSM-5分子筛膜渗透通量逐渐增大而分离因子逐渐减小。     

ZSM-5分子筛的合成与改性研究进展

ZSM-5分子筛是一种在石油催化裂化过程中常用的择型分子筛,具有良好的热稳定性、耐酸性和择型选择性。催化剂中ZSM-5分子筛的添加可以提高汽油辛烷值和烯烃产率。目前,中国已经形成了以催化裂化为主的重质油加工工艺,2013年原油加工量超过4亿t/a。在未来相当长一段时间,催化裂化加工重质劣质原料油仍是炼油厂的工作重点。综述了近年来国内外ZSM-5分子筛的合成与改性研究进展,为今后ZSM-5分子筛合成与改性方面的研究提供了一定的借鉴和参考。     

Organic template-free synthesis of ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolite

A series of ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolites with various compositions and morphologies were successfully synthesized via an organic template-free hydrothermal route and characterized by XRD, XRF, SEM, NMR and N₂ adsorption/desorption technologies. The effects of raw materials and batch composition were investigated systematically. Various silicon sources can be employed in the organic template-free synthesis of ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolite, however only a few types of aluminum sources are available. This organic template-free system is favorable to the aluminum-rich zeolite. With the increase of initial SiO₂/Al₂O₃ ratio, the ZSM-5 percentage in the ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolite increases as well as the crystal size, and especially the morphology of ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolite prepared from the colloidal silica-NaAlO₂ solution system changes gradually from nano-rod aggregation, micro-spindle to single hexagon and then to twinned hexagon crystals. Moreover, Na⁺ and OH⁻ in the initial materials can promote the nucleation of the ZSM-5/ZSM-11 co-crystalline zeolite significantly and are beneficial to the formation of crystals with relatively low length/width ratio, while K⁺ postpones the crystallization process seriously.     

ZSM-5沸石合成与改性技术进展

ZSM-5沸石在石油化工过程中得到广泛应用。阐述了ZSM-5沸石的合成、改性技术现状及其应用以及近年来的研究和开发应用最新进展，为ZSM-5沸石的开发利用提供新的思路。