合成条件对NaY型沸石膜渗透分离性能的影响

选取不同的晶化时间和晶化温度,在-αA l2O3陶瓷圆管的外表面上水热合成NaY型沸石膜,考察合成条件与膜的结晶性、膜的微结构和膜的CO2/N2气体渗透分离特性之间的相互关系.在晶化时间为12 h、晶化温度为70℃时,合成的膜对CO2/N2气体的选择透过性能优异,分离系数达到54.42.用SEM和XRD表征手段分析膜的微结构和结晶性,表明该膜为致密完整的半结晶膜,厚度约为0.94μm.     

Pd/陶瓷复合膜分离器中H2/N2混合气的分离过程

采用光催化沉积法结合化学镀制备出有效膜长为33 cm、膜厚约10μm的致密Pd膜.单气体测试表明,该膜有良好的H2/N2选择性,H2渗透系数在350、400、450及500℃时分别为0.7×103、1.1×103、1.4×103及1.9×103L/(m2·min·MPa0.5).通过H2/N2混合气分离的研究,考察了流体传输对Pd膜分离性能的影响,结果表明H2渗透总流量随着原料气总流量、温度及膜两侧的总压差的增加而增大.采用活塞流模型计算的结果与实验结果吻合较好.     

多孔陶瓷管基膜上合成ZSM-5沸石膜新方法

采用喷涂晶种法在多孔α -Al2 O3基膜上引入一晶种层后 ,再用水热法一次可合成出渗透量大、选择性高的 ZSM-5沸石膜 .XRD、SEM及气体渗透性对所合成膜的结构、形态和分离性能表征表明 :所合成的膜是典型的 ZSM-5沸石膜 ,膜表面晶粒排列有序 ,整齐地连成一致密层 ,未发现有裂缝、针孔等缺陷 .H2 的渗透率很大 ,在常温下可达 2 .70× 1 0 - 6 mol.m- 2 .Pa- 1 .s- 1 ,H2 /C3H8的分离因数达 1 4以上     

改性PDMS/PVDF复合膜对丙烷/氮气分离性能研究

以相转化法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为底膜,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层膜材料,涂覆法制备了PDMS/PVDF平板复合膜.将PVDF底膜进行等离子体接枝处理,提高PVDF底膜与PDMS选择层的结合力.研究了体系温度,压力,原料气的组成等因素对复合膜分离性能的影响.随着体系温度升高,丙烷(C3H8)的渗透通量减小,而氮气(N2)的渗透通量增大.随着体系的压力增大,C3H8的渗透通量增加,N2的渗透通量几乎不变,分离因子增大.原料气中C3H8的含量增加,渗透通量增大,分离因子也增加.在温度为25℃,压力为0.3MPa,混合气中C3H8含量为10mol%时,制备复合膜的渗透通量为1.625×10-2(c.cm-2.s),分离因子为21.56.     

丝光沸石分子筛膜的制备与表征

在不添加有机模板剂的条件下,使用配比为n(Na2O):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O)=0.25:0.067:1:35溶胶在多孔莫来石管上水热合成出丝光沸石分子筛膜.考察了晶化时间、硅源、铝源等条件对晶体层晶化和渗透汽化性能的影响.合成的膜经XRD和SEM表征.优化合成条件下制备的丝光沸石膜具有良好的渗透汽化(pervaporation,PV)性能,在75℃,水/乙醇(质量比为10/90)混合溶液中的渗透通量和分离因子分别为0.72 kg·m-2·h-1和480.xRD和SEM表征显示,在较优化水热条件下,支撑体外表面形成了一层致密的、高结晶度丝光沸石分子筛晶体.     

多孔陶瓷基体渗透率对Pd膜透氢性能的影响

采用化学镀法在气体渗透率不同的多孔陶瓷基体上制备厚度均为5μm的Pd膜,研究了基体渗透率对Pd膜透氢性能的影响。在N2渗透率分别为2 470、1 390 m3/(m2.h.MPa)的基体上制备的Pd膜透氢过程均符合Siev-ert定律,压力指数n值为0.5,即氢在Pd膜中的体相扩散为H2透过Pd膜的速率控制步骤;而对于在N2渗透率为610 m3/(m2.h.MPa)的基体上制备的Pd膜,压力指数n值为0.8,同时Pd膜的H2通量增加幅度随着温度的升高而变小,说明基体的传质阻力对Pd膜透氢速率产生影响。考察了基体渗透率对Pd膜稳定性的影响,发现在渗透率较低的基体上制备的Pd膜稳定性较好。     

NaA型分子筛膜的合成与渗透汽化性能研究

采用二次生长法,在多孔管状莫来石支撑体上合成了高性能的NaA型分子筛膜.利用SEM和XRD对合成的NaA型分子筛膜进行了结构表征.XRD结果表明,在莫来石支撑体上可形成纯的NaA型分子筛晶体;SEM结果表明支撑体外表面上形成了一层厚度为5～10μm的连续致密的分子筛膜.渗透汽化测试实验表明,在优化条件下合成的NaA型分子筛膜具有高的渗透通量和分离系数.在温度为75℃,原料液中乙醇质量分数为90%的条件下,其渗透通量和分离系数可分别高达2.85 kg·m-2·h-1和10 000.NaA型分子筛膜渗透通量受操作温度、原料液浓度变化的影响很大.当操作温度升高或原料液中水的浓度增加时,其渗透通量均显著增加.     

SSZ-13分子筛膜在CO2/N2体系中的分离性能研究

使用混合结构导向剂,在摩尔配比为1.00 SiO2:0.10 Na2 O:0.01 Al2 O3:0.10 TMAdaOH:0.10 BTMAOH:80.00 H2 O的溶胶体系中,于大孔管状莫来石支撑体上通过一步水热过程制备了高性能的SSZ-13分子筛膜.膜制备具有很好的可重复性.考察了温度和压力对CO2和N2单气体渗透通过SSZ-13分子筛膜的渗透行为的影响,以及等摩尔CO2/N2气体的分离性能.在压差为0.2 MPa和温度为25℃的条件下,SSZ-13分子筛膜的平均CO2渗透速率和CO2/N2分离选择性分别为1.65×10-7 mol/（ m2·s· Pa）和16.     

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3 h,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0.19 kg/(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.     

用于分离二甲苯异构体的MFI型分子筛膜的制备

以无模板剂二氧化硅溶胶为前驱体,用二次生长法在已浸渍分子筛种子层的α-氧化铝支撑体上制备MFI型分子筛膜,采用X射线衍射法、扫描电子显微镜和气体渗透实验表征分子筛膜的性能,研究了单组分和双组分二甲苯异构体在氧化铝支撑分子筛膜的渗透汽化分离性能.结果表明:在50℃和10 h下,二甲苯异构体单组分的渗透汽化通量按对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的顺序依次减小;单组分的对二甲苯/邻二甲苯和对二甲苯/间二甲苯的分离因子可分别达到67和46,双组分的分别可达到29和42;单组分的对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为7.41×10-4和0.11×10-4mol/(m2.s);双组分混合物中对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为3.58×10-4和0.086×10-4mol/(m2.s).说明此分子筛膜适于渗透汽化分离二甲苯异构体.     

以廉价高岭土和硅藻土为原料合成方沸石分子筛膜

以廉价高岭土和硅藻土为主要原料,在管状莫来石支撑体上采用2次水热生长法合成了方沸石分子筛膜.通过气体渗透性能测试和XRD、SEM等对膜进行表征,重点考察了合成溶胶中的碱度、合成温度、晶化时间对膜层的晶体形貌和结构以及渗透性能的影响.结果表明:在n（ H2 O）: n（ Na2 O）为200的合成溶胶体系中,合成温度为150℃的条件下晶化反应6 h,可制备出结晶度好且渗透性能较高的纯相方沸石分子筛膜.室温下该膜的氢气渗透率为1.8×10-8 mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2气体分离因子为15,高于其努森扩散值（4.7）.     

Pd-ZSM-5复合膜的制备及其氢气分离性能

为了能够在大孔氧化铝载体表面得到透氢性能良好的钯膜,利用二次生长法在多孔Al₂O₃载体上生长出一层连续完整的ZSM-5沸石分子筛修饰层,通过化学镀过程在ZSM-5沸石分子筛修饰的载体上沉积一层钯膜,从而得到Pd-ZSM-5复合膜。利用扫描电子显微镜(SEM)对载体、ZSM-5沸石分子筛修饰后的载体和Pd-ZSM-5复合膜的形貌进行详细分析,并通过X线能量色散光谱(EDX)对Pd-ZSM-5复合膜的表面和截面元素分布进行了研究。而且,为了确定该Pd-ZSM-5复合膜的H₂渗透性能,在623～773 K范围内,研究了操作温度、操作时间和测试压力对Pd-ZSM-5复合膜透氢性能的影响。研究结果表明,ZSM-5沸石分子筛修饰层能够有效改进载体的表面粗糙度和降低其表面孔径,有助于Pd膜的沉积。所制备的Pd-ZSM-5复合膜表面完整、致密,Pd膜层厚度约为5μm, ZSM-5沸石修饰层厚度约为3μm。当操作温度为773 K、渗透压力为0.1 MPa时,Pd-ZSM-5复合膜的H₂渗透通量和H₂     

载体自转晶B-Al-MFI型沸石膜的原位合成与表征

在乙胺和水混合蒸汽相中 ,首次通过载体自转晶 ,在多孔玻璃片表面原位合成了B Al MFI型沸石膜 FEAM分析表明 ,沸石膜的化学组成为w(B2 O3 ) =3.7% ,w(Al2 O3 ) =0 .5 5 % ,w(SiO2 ) =95 .2 5 % ,w(Na2 O) =0 .5 0 % X 射线衍射和扫描电镜观察证明 ,膜中沸石晶体的取向是随机的 晶体尺寸约为 15～ 2 5 μm ,单层晶体厚的膜约为 10～ 2 0 μm 在焙烧除去有机模板剂后的沸石膜上 ,O2 和N2 的透过性分别为 0 .0 95× 10 -8和0 .15× 10 -8mol/ (m2 ·s·Pa) 计算的O2 /N2 的理想选择性 (0 .6 3)明显低于诺森扩散的理想选择性值 (0 .94)和透过原载体的理想选择性值 (0 .91)     

ZSM-5沸石膜的制备及其耐酸性能研究

以α-Al_2O_3为载体,借助二次生长法,在无模板剂的条件下制备出ZSM-5沸石膜,结合酸液浸泡及渗透汽化分离实验研究了所制ZSM-5沸石膜的渗透汽化性能及其在酸溶液体系中的耐酸性能。结果表明,在75℃条件下,所制ZSM-5沸石膜对质量分数为90%的异丙醇水溶液的渗透通量和分离因子分别可达1.73 kg·m~(-2)·h~(-1)和1800;经pH值不同的硝酸或乙酸溶液浸泡15天,ZSM-5沸石膜始终保持良好的渗透汽化分离能力,表面Si/Al原子比稳定,沸石膜耐酸性较好。     

Cu3(BTC)2的改性及其填充PDMS/PEI膜的分离性能

采用水热法合成Cu3(BTC)2晶体,应用3种不同硅氧烷分别对Cu3(BTC)2晶体材料进行表面改性并进行XRD、疏水性能和FI-IR表征。将晶体填充到PDMS/PEI复合膜内制得填充膜,以CO2渗透通量和CO2/N2分离因子为指标对其进行评价,最后使用最佳改性材料K-Cu3(BTC)2对填充膜进行填充率影响的考察。研究结果表明,Cu3(BTC)2晶体成功改性且晶型未被破坏;在实验考察范围内,Cu3(BTC)2改性后的填充膜比未改性时渗透通量减少9.62%,分离因子提升21.13%;填充率为20%时,填充膜的渗透通量与分离因子分别比填充率为10%时提升16.57%和9.01%。     

全硅DD3R分子筛膜的制备与表征

采用水热法制备全硅Deca-Dodecasil 3Rhombohedral(DD3R)沸石分子筛晶种, 并通过二次生长法在涂覆晶种的α-Al2O3片式支撑体上成功合成DD3R分子筛膜. 结合X线衍射仪(XRD)与电子扫描电镜(SEM), 考察晶种球磨处理对颗粒形貌、支撑体表面晶种涂覆以及膜的微结构的影响. 单组分气体H2、CO2和SF6的渗透实验表明:采用球磨的晶种所制得膜在500℃下, H2/SF6与H2/CO2的理想选择性分别为11.3和6.7.采用硅烷水解法修饰膜后, 在相同条件下所获得H2/SF6与H2/CO2的理想选择性分别为∞和45.8.     

光催化沉积法制备Pd膜的改进及Pd膜性能表征

对光催化沉积法(PCD)制备Pd膜进行了改进,使含有TiO2与Pd2 的悬浮液膜层在多孔陶瓷膜表面形成液体薄膜,该薄膜在紫外光直接照射下发生光催化还原反应,烧结后得到含TiO2及Pd晶种的超薄膜层,用化学镀修饰得致密Pd膜.采用SEM、EDAX方法对所制的Pd膜表征结果表明,Pd膜厚度为5～6 μm.在350～500 ℃和0.05～0.15 MPa下进行气体渗透实验,当温度为450℃时,H2渗透系数为4.07×10-6 mol/(m2·s·Pa),N2的渗透量检测不出,高温热循环测试表明该Pd膜致密且具有良好的热稳性.     

在多孔α—Al2O3陶瓷管上合成ZSM—5沸石膜

在无过渡层的、孔径为３－５μｍ的α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷管上,引入溶胶,两次涂膜合成了出了无缺陷的沸石膜。ＸＲＤ、ＳＥＭ及气体渗透性表征表明,该膜确为ＺＳＭ－５沸石膜,且膜在模板剂的去除过程中,并未产生明显的缺陷,在室温下,该膜对Ｈ２、Ｎ２的渗透速率分别为８．４０＊１０＾－７和２．４５＊１０＾－７ｍｏｌ．ｓ＾－１．ｍ＾－２．Ｐａ＾－１,Ｈ２／ｎ－Ｃ４Ｈ１０、ｎ－Ｃ４Ｈ１０／ｉ－Ｃ４Ｈ１０的选择因素分别达     

ZSM-5分子筛膜合成和成膜条件

就ZSM-5分子筛膜的合成条件研究了晶粒大小对合成分子筛膜的影响。通过实验得出沸石晶粒和载体的孔径相匹配才能合成好的分子筛膜,只有沸石晶粒稍大于载体的孔径才能合成出优质的沸石膜。实验得出的H2／C3H8 的理想分离系数为8.762。     

TS-1分子筛膜的制备

在多孔管状莫来石支撑体外表面水热合成TS1型分子筛膜.讨论了合成配比、合成温度、晶种引入等因素对膜合成的影响.采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)、紫外可见分光光度计(UVVIS)和扫描电子显微镜(SEM)对TS1分子筛及分子筛膜进行了表征.通过乙醇水混合物对膜的渗透汽化分离性能进行检测.结果表明,Ti进入了分子筛的骨架中,且最佳n(TiO2)/n(SiO2)=0.02,最佳合成温度200℃,采用原位法可以获得缺陷较少的TS1分子筛膜.该膜对乙醇具有较好的选择性,分离因子为62,通量为0.76kg/(m2·h).