Silicalite-1分子筛膜的制备与表征

考察了硅源、合成温度等合成条件对silicalite-1晶体在多孔支撑体上形成以及所合成的silicalite-1分子筛膜的分离性能的影响.结果表明,在185℃时采用非聚合态TEOS作为硅源进行合成需要40～50 h,而采用三聚合态的硅溶胶作硅源,其晶化温度降到175℃,合成时间仅为16 h.此外,采用硅溶胶作为硅源所合成膜的分离选择性明显好于TEOS合成的膜.XRD和SEN等表征显示,采用两种硅源都有纯的silicalite-1分子筛晶粒连续生长在莫来石支撑体外表面.     

单分子膜模板法诱导无机晶体取向生长的研究进展

近年来,受生物体内生物矿化现象和科学家对生物体内生物矿物沉积过程的深入研究结果的启发而产生并发展起来的单分子膜诱导晶体生长方法引起了人们的极大关注.本文评述了该领域国际研究的热点:(1)系统研究单分子膜诱导晶体生长的机理,找出特殊规律以发展和完善晶体学;(2)利用规律开发新型晶体材料.     

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.     

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.     

有机超薄膜中分子的光致重新取向及可逆性

用旋转样品二次谐波法研究了在皮秒红外偏振脉冲激光照射下，氐盐ＬＢ单层膜中分子的重新取向。发现，重新取向效应在光照时间较长时将达到饱和，并且具有一定程度的可逆性。     

纳米级品种预涂层法Silicalite-1型沸石膜合成及其结构分析

在大孔α—Al2O3陶瓷管栽体上采用晶种预涂层法在澄清溶液体系中水热合成了Silicalite-1型沸石膜，用SEM和XRD表征了晶种、晶种涂层后载体和成膜后沸石膜的结构、晶形变化、晶相结构等成膜情况，并初步考查了两种不同温度（130℃和160℃）下生长成膜的结构变化．结果表明：制备的品种呈椭球形、晶粒小（约100nm）而均匀、纯度高．适合作晶种涂层成膜；所用载体孔径大而不均匀、表面粗糙而不平整，但经品种涂层后表面可形成一层厚度均匀、光滑的晶种层，再水热晶化时有利于成膜．所得膜连续、清晰无裂缺，载体、晶种层和沸石膜层之间相互结合紧密；连续晶种层改善了载体表面的性能。有利于连续Silicalite—1沸石膜的形成；合成温度不同，沸石晶粒在载体表面生长的方向不同，所形成的膜微观结构也不同．该合成方法能适合其他不同类型沸石膜的制备．     

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).     

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。     

纳米级晶种预涂层法Silicalite-1型沸石膜合成及其结构分析

在大孔-αA l2O3陶瓷管载体上采用晶种预涂层法在澄清溶液体系中水热合成了S ilica lite-1型沸石膜,用SEM和XRD表征了晶种、晶种涂层后载体和成膜后沸石膜的结构、晶形变化、晶相结构等成膜情况,并初步考查了两种不同温度(130℃和160℃)下生长成膜的结构变化.结果表明:制备的晶种呈椭球形、晶粒小(约100 nm)而均匀、纯度高,适合作晶种涂层成膜;所用载体孔径大而不均匀、表面粗糙而不平整,但经晶种涂层后表面可形成一层厚度均匀、光滑的晶种层,再水热晶化时有利于成膜,所得膜连续、清晰无裂缺,载体、晶种层和沸石膜层之间相互结合紧密;连续晶种层改善了载体表面的性能,有利于连续S ilica lite-1沸石膜的形成;合成温度不同,沸石晶粒在载体表面生长的方向不同,所形成的膜微观结构也不同.该合成方法能适合其他不同类型沸石膜的制备.     

弱酸性介质中Silicalite—1分子筛膜的制备与表征

在ＳｉＯ２－ＴＰＡＢｒ－ＮＨ４Ｆ－Ｈ２Ｏ弱酸性氟离子体系中,在玻璃基片上采用水热晶化法制备了Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－１（全硅ＺＳＭ－５）分子筛膜．通过ＸＲＤ,ＳＥＭ分析测试手段对所合成的分子筛膜进行了表征,并对膜合成中硅源,水量等影响因素进行了考察．     

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）.     

ZSM-5 沸石膜的气体分离特性

采用预吸附溶胶和重复晶化工艺,在多孔不锈钢管外表面制备了ＺＳＭ５分子筛膜,ＳＥＭ观察表明,膜层晶体紧密地相互交联,厚度约２５μｍ,Ｈ２对Ｎ２,Ｏ２和ＣＯ２的分离系数分别是４４８,４２７和５１３,明显超过Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散理论选择性数值,而且这些分离系数的差别表明所制备的分子筛膜具有分子筛分效应．     

Synthesis of zeolite membranes

Zeolite membranes offer great application potentials in membrane separation and/or reaction due to their excellent separation performance and catalytic ability. Up to present, various synthesis methods of zeolite membranes have been developed, including embedded method, in-situ hydrothermal synthesis method, and secondary growth method etc. Compared with the in-situ hydrothermal synthesis method, the secondary growth method possesses a variety of advantages such as easier operation, higher controllability in crystal orientation, microstructure and film thickness,leading to much better reproducibility. This review provides a concise summary and analysis of various synthesis methods reported in the literature. In particular, the secondary growth method was discussed in detail in terms of crystal orientation, defects and crystal grain layers. Some critical issues were also highlighted, which were conducive to the improvement in the synthesis technology of zeolite membranes.     

ZSM—5沸石膜的合成和表征

采用预吸附溶胶及原位水热合成方法，在多孔陶瓷管表面制备了ＺＳＭ－５沸石膜．Ｘ—光衍射测定表明陶瓷基质表面的膜层是纯ＺＳＭ－５沸石晶相；ＳＥＭ结果显示经多次重复合成的沸石膜层晶体相互交连，形成一种连续的多晶层，厚度约３０μｍ．Ｈ２／Ｎ２理想分离因子从原来陶瓷管基质的２．３２提高到３．６１，接近Ｋｎｕｄｓｅｎ扩散水平．这一研究表明采用预吸附溶胶及重复多次合成的方法可以制备出交连程度高的连续晶相沸石膜     

简单体系合成Silicalite-1沸石空心微囊

利用介孔氧化硅小球（MSSs）作为模板，在简单的NaOH体系中，采用低温水热法，合成出silicalite-1沸石空心微囊（HSMs），并对其形成机理进行了探讨．电镜照片说明样品具有良好的中空微囊结构，FT-IR谱图以及XRD谱图验证了合成出具有空心微囊的沸石特质，TGA测定出样品中聚电解质以及少量的有机结构导向剂的含量．在合成过程中，随着体系碱度提高，模板氧化硅核溶解驱动力增大，当外层的晶种交联生长与核内氧化硅溶解达到匹配时，可以形成良好的空心沸石微囊．     

管状NaY型分子筛膜的合成

分别采用密闭式不锈钢反应釜和开口式回流玻璃反应器,在多孔管状支撑体表面水热合成NaY型分子筛膜.探讨了硅铝溶胶老化时间、合成温度及时间、支撑体等成膜条件对分子筛膜性能的影响,对合成膜进行了XRD和SEM表征.与鼓风烘箱加热的不锈钢反应釜相比,采用油浴加热的玻璃反应器的反应时间更短;同时,形成分子筛膜的渗透性能受支撑体材质的影响很大.在优化的合成条件下,膜对水/有机物混合物具有较好的分离选择性.莫来石支撑体上形成的NaY型分子筛膜应用于75℃、水/乙醇(质量比为10/90)和水/异丙醇(质量比为10/90)体系的渗透通量和分离因子分别高达2.97 kg·m-2·h-1和305,2.45 kg·m-2.h-1和920.而不锈钢支撑体上制备的分子筛膜的渗透通量均为莫来石支撑体上合成膜的1.5倍以上.