一维取向LTL型分子筛膜的制备及其分离性能研究

发布时间：2017-09-15 08:36

  本文关键词：一维取向LTL型分子筛膜的制备及其分离性能研究

  更多相关文章： Langmuir-Blodgett法 取向L分子筛膜 CO_2分离 荧光阵列

【摘要】：C02不仅是引起温室效应的主要气体之一,而且从合成气、天然气和烟道气等混合气中实现二氧化碳的有效分离,是能源与环境领域的重要课题。无机膜尤其是沸石分子筛膜可在分子级别上进行物质分离,同时具有良好的水热稳定性,在C02分离领域成为了研究热点。L型分子筛硅铝比约为3,具有7.1A的较大孔径和较强的C02吸附能力,同时L型分子筛膜的合成不需要添加有机模板剂,不但可以有效降低膜的生产成本,而且避免了因模板剂脱除而造成膜的损坏。基于上述思路,本论文以制备具有CO2优良分离性能的取向L型分子筛膜为研究目标进行了以下工作：1.通过有效控制合成液配比,合成出了形貌规则、结晶度高且具有不同长径比的LTL型分子筛晶粒。然后,采用“瓶中造船法”,在不同长径比的LTL型分子筛晶粒孔道中组装稀土有机配合物,制得LTL分子筛/Eu-TTA主-客体荧光材料。荧光光谱表征结果表明,在激发波长为350 nm时,长径比为0.2的LTL分子筛/Eu-TTA晶粒在617 nm处的5D0→7F2发光强度最强,而长径比为3的晶粒发光强度最弱。最后,将长径比为0.2的LTL分子筛/Eu-TTA晶粒,在PEI修饰的玻璃表面快速擦涂10s后,制得厘米尺寸的一维取向LTL型分子筛荧光阵列。SEM表征结果证实,该分子筛荧光阵列中几乎所有的LTL分子筛晶粒都沿着与底基表面垂直的c-轴方向一维高密度、单层有序排列。在激发波长为365 nm时,该一维取向LTL分子筛荧光阵列发出红色荧光。2.通过优化合成液配比和反应条件,合成了结晶度高、粒径均一、形貌规则的圆盘状L型分子筛晶种。然后,通过酸处理增加晶粒表面羟基官能团,采用仲丁醇搅拌改性4d有效增加分子筛晶种的疏水性。最后,利用Langmuir-Blodgett(LB)技术在多种载体材料表面,获得了高度c-轴取向且单层排列的L分子筛晶粒层。通过考察二次生长温度、合成液配比和合成时间,确定了制备L型分子筛膜的适宜合成条件。在合成液配比为K2O:Al2O3:SiO2:H2O=10:1:25:300,180℃反应12 h,可制备得到厚度约200 nm的连续致密的c-轴取向L型分子筛膜,优先取向度CPO(00l)达到0.86。在配比为：8.5 K2O:1.0 A12O3:25 Si2O:800 H2O,180℃反应44h,在合成得到了连续致密厚度约为1.5 μm的c-轴取向L分子筛膜,CPO(00l)值达到0.89。3.在常温下分别测试单组份气体He、H2、N2以及CO2的渗透行为,以评价所制备L型分子筛膜的致密性。测试结果显示：H2/N2的理想分离因子小于努森扩散值,而H2/C02的理想分离因子高于努森扩散值,且随着压力升高逐渐增大。表明合成的取向L分子筛膜具有良好的致密性。
【关键词】：Langmuir-Blodgett法 取向L分子筛膜 CO_2分离 荧光阵列
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文献综述7-23
• 1.1 引言7
• 1.2 沸石分子筛概述7-10
• 1.3 沸石分子筛膜概述10-14
• 1.4 取向分子筛膜的研究进展14-18
• 1.5 分子筛膜气体分离原理介绍18-20
• 1.6 CO_2分离研究进展20-22
• 1.7 论文选题依据及主要研究内容22-23
• 第二章 实验方法23-25
• 2.1 实验试剂23
• 2.2 实验仪器23-24
• 2.3 表征方法24-25
• 第三章 一维取向LTL型分子筛荧光阵列的快速组装25-33
• 3.1 引言25-26
• 3.2 实验部分26-27
• 3.3 结果讨论27-31
• 3.4 小结31-33
• 第四章 Langmuir-Blodgett法有序组装L型分子筛晶种阵列33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 实验部分33-36
• 4.3 结果与讨论36-41
• 4.4 小结41-43
• 第五章 c-轴取向LTL型分子筛膜的控制合成43-59
• 5.1 引言43-44
• 5.2 实验部分44-47
• 5.3 结果与讨论47-58
• 5.4 小结58-59
• 第六章 结论59-61
• 参考文献61-67
• 致谢67-68
• 个人简介68

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