MFI型取向分子筛膜的合成与缺陷修复

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分子筛膜能够实现催化和分离过程的耦合,具有非常好的工业应用潜力和价值。特别是连续性好、取向性好的分子筛膜更是研究的热点,取向性好的分子筛膜能够提高膜的选择性,有取向性的分子筛膜所具有的取向催化作用等拓宽了分子筛膜的应用领域。
　　目前二次生长的方法能够有效地制备出连续性和趋向性较好的分子筛膜,但此方法工艺复杂,成本高,不利于工业化。原位水热晶化法工艺简单,成本低,但是在多孔α-Al2O3载体上用原位的方法制备随机取向分子筛膜较多,有关连续取向性分子筛膜制备的报道很少。本文采用原位水热晶化法,通过对载体进行修饰制备出连续性较高且具有a&c-轴取向的分子筛膜。并且摸索出最优的水含量,在此配比下,能够制备出连续、单层且a&c-轴取向的分子筛膜;研究了在修饰的玻璃载体上得到有取向的分子筛膜;最后探索了经修饰载体上原位水热晶化法的成膜机理。
　　目前分子筛膜在制备和煅烧过程中产生的缺陷问题一直限制着其在催化和分离等方面的应用。缺陷的出现,造成物质“短路”通过膜,从而使膜的分离性能减弱,甚至失去分离作用。因此,如何经济、方便的修复缺陷,是分子筛膜分离、催化等方面工业化进程关键步骤。目前分子筛膜修复的方法主要有表面涂层法、有机硅烷催化裂解法、嫁接法、积碳结焦法、多次合成法、化学气相沉积、化学液相沉积法、硅铝小球法。这些方法,都取得了一定的效果,提高了分子筛膜的选择性,特别是液相沉积法和硅铝小球法真正实现了对分子筛膜缺陷的选择性修复。
　　在实验室原有基础上,本文尝试了两种修复方法,最终提出了一种简便的修复方法。使用纳米SiO2能够修复分离因子低的分子筛膜,经过其修复的分子筛膜CO2/N2分离因子由1.6提高到5,CO2渗透通量有所降低;还可以尝试将该方法与硅溶胶结合使用,进一步提高修复的效果。此方法操作简单、容易操作且大小缺陷都能修复。

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作者
杨军;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科化学工程
授予学位硕士
导师姓名张宝泉;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类催化剂成型方法;特种结构材料;
关键词
分子筛膜; 缺陷修复; 原位水热晶化法; 玻璃载体; 分离因子;

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