大孔氧化鋁載體上凝膠二次生長(zhǎng)法制備N(xiāo)aA分子篩膜.pdf

1、A型分子篩作為目前親水性最強(qiáng)的分子篩，合成的NaA沸石分子篩膜在有機(jī)物滲透汽化脫水領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景，尤其是生物乙醇脫水方面更是吸引了很多研究者，同時(shí)還具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。但是，NaA分子篩膜一直沒(méi)有能夠廣泛地得到工業(yè)化應(yīng)用，主要是因?yàn)槠湓靸r(jià)較高，同時(shí)制膜方法還有待于改進(jìn)。因此，NaA分子篩膜的大規(guī)模工業(yè)化合成的關(guān)鍵在于降低成本，找到更加簡(jiǎn)單適用的膜層制備方法。
　　現(xiàn)在報(bào)道使用比較多的制膜方

2、法是晶種二次生長(zhǎng)法，所得膜層的質(zhì)量很大程度上受晶種和晶種層質(zhì)量的影響，同時(shí)晶種制備過(guò)程比較復(fù)雜。因此，本文提出了一種不使用晶種的凝膠二次生長(zhǎng)法在大孔廉價(jià)氧化鋁載體上制備N(xiāo)aA分子篩膜，可以有效地結(jié)合晶種二次生長(zhǎng)法和蒸汽相轉(zhuǎn)化法的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，使用大孔廉價(jià)載體可以有效降低成本。另外還采用高堿度凝膠二次生長(zhǎng)+晶種二次生長(zhǎng)法、蒸汽相轉(zhuǎn)化+晶種二次生長(zhǎng)法和添加聚苯乙烯小球的凝膠二次生長(zhǎng)法嘗試制備了不對(duì)稱(chēng)NaA分子篩膜層。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:<

3、br>　　(1)凝膠二次生長(zhǎng)法制備N(xiāo)aA分子篩膜
　　采用凝膠二次生長(zhǎng)法在大孔氧化鋁表面制備高分離性能的NaA分子篩膜?？疾炝四z前處理時(shí)間、前處理溫度、凝膠堿度(Na2O/Al2O3比)和凝膠涂敷量對(duì)于凝膠組成和膜層性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著前處理時(shí)間的延長(zhǎng)和前處理溫度的提高，凝膠的晶化程度不斷提高;凝膠層的作用類(lèi)似晶種，能夠促進(jìn)在載體表面膜層的形成，而且，凝膠層中的晶體/晶核越多，這種促進(jìn)作用越明顯。最佳的凝膠前處理?xiàng)l件是:濕

4、度50℃、時(shí)間≥18h。凝膠的堿度（Na2O/Al2O3比）太高，使凝膠中晶體長(zhǎng)得太大，導(dǎo)致了膜層的缺陷，最合適的凝膠液組成和合成液組成(2.2Na2O∶2SiO2∶Al2O3∶150H2O)一致。凝膠量太多，凝膠層會(huì)出現(xiàn)裂痕或脫落，最合適的凝膠量為0.6-1.0mg/cm2。在二次生長(zhǎng)中使用凝膠層作為“促進(jìn)劑”為沸石分子篩膜的制備提供了一種新的思路。
　　(2)凝膠法制備不對(duì)稱(chēng)NaA分子篩膜
　　采用高堿度凝膠二次生長(zhǎng)+晶

5、種二次生長(zhǎng)法、蒸汽相轉(zhuǎn)化+晶種二次生長(zhǎng)法以及添加聚苯乙烯小球的凝膠二次生長(zhǎng)法制備不對(duì)稱(chēng)分子篩膜層。主要研究思路是先在載體表面制備多孔的NaA分子篩膜層，再在其表面通過(guò)晶種二次生長(zhǎng)法制備超薄致密連續(xù)的分子篩膜層。對(duì)于蒸汽相轉(zhuǎn)化法，重點(diǎn)考察了凝膠堿度、凝膠前處理時(shí)間、凝膠水含量和蒸汽相轉(zhuǎn)化時(shí)間對(duì)于底層多孔分子篩膜的影響。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和75℃下對(duì)90％乙醇/水溶液進(jìn)行滲透汽化來(lái)表征膜層的形貌和分離性能。得到合適的條件為:凝膠組