当前位置:主页 > 理工论文 > 化学工业论文 >

二维MFI型沸石纳米片-PDMS混合基质膜的制备及丁烷异构体分离性能

发布时间:2020-08-12 04:59
【摘要】:膜分离过程具有易操作、高效节能、绿色环保等优点,它在工业分离方面受到了越来越多的重视。膜是膜分离技术的核心,膜材料的结构和性质直接关系到膜分离技术的效率。二维MFI型沸石纳米片具有很大的面厚比,在构筑膜材料方面具有天然的优势,以它作为填充材料制备混合基质膜可以兼具高分子基质的易成膜性和MFI型沸石分子筛的高选择性。然而,要制备大尺寸、无杂质颗粒、开孔的二维MFI沸石纳米片和高MFI纳米片填充量的混合基质膜具有很高的挑战性。本文采用湿氧化法移除多层结构的MFI沸石(Multilamellar,ML-MFI)中的模板剂,经超声剥离纯化后得到了二维MFI沸石纳米片,然后以MFI沸石纳米片为填充材料制备了二维MFI型沸石纳米片-聚二甲基硅氧烷(PDMS)(MFI-PDMS)混合基质膜,并研究了MFI-PDMS混合基质膜的单组份丁烷异构体的渗透性能,主要研究包括:1)二维MFI型沸石纳米片的制备及表征:以长链烷基和双季铵盐为有机结构导向剂(OSDA)合成ML-MFI沸石,用食人鱼试剂(3H_2SO_4:1H_2O_2)多次处理合成的ML-MFI沸石,通过XRD、TG、IR和N_2吸脱附等一系列表征证明,ML-MFI沸石经食人鱼试剂处理4次后,其中的OSDA被有效移除,沸石中的微孔被完全打开,其微孔比表面积达到了427 m~2/g。接着采用超声剥离法和聚丙烯酸钠剥离法分别对其进行剥离,得到了开孔的MFI沸石纳米片水悬浊液。考察了两种不同剥离方法对MFI沸石纳米片的影响,结果发现,经超声频率为45 kHz、超声时间为10 h的超声剥离并沉降7天后可得到剥离的MFI沸石纳米片。对纯化后的二维MFI纳米片进行SEM和TEM表征,发现制备的二维MFI沸石纳米片尺寸可达1μm,且具有规则的b轴方向上的直孔道。2)MFI-PDMS混合基质膜的制备及丁烷异构体的分离性能:将开孔的二维MFI沸石纳米片添加到PDMS基质中,制备了二维MFI型沸石纳米片-PDMS(MFI-PDMS)混合基质膜。对制备的MFI-PDMS混合基质膜进行SEM、IR、XRD等表征,发现二维MFI沸石纳米片可以均匀地分散在PDMS基质中形成无缺陷的混合基质膜。考察了不同MFI沸石纳米片填充量和不同测试温度对混合基质膜丁烷异构体分离性能的影响。单组分丁烷异构体渗透性能测试结果表明,随着MFI沸石纳米片填充量的增加,MFI-PDMS混合基质膜对正丁烷的渗透系数和正丁烷理想选择性增加。当MFI纳米片填充量为1.0 wt.%时,MFI-PDMS混合基质膜的正丁烷理想选择性达到了15.6,正丁烷的渗透系数达到了15615 barrer,均远大于纯PDMS膜。随着分离温度的升高,MFI-PDMS混合基质膜的单组份丁烷异构体理想选择性显著降低。
【学位授予单位】:浙江师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TQ051.893
【图文】:

示意图,“自上而下”,声波,石墨


图 1.1 “自上而下”-声波辅助液体法剥离石墨烯示意图[7]料的发展—MOF 纳米片和 COF 纳米片类石墨烯材料进一步促进了二维材料的飞速发展。作为米片具有丰富的多孔骨架结构和可功能化的表面官能团膜的优质构件[82]。尽管要得到形态不变和结构完整的 近报道的关于 MOF 纳米片的“自下而上”的合成方法(题,Gascon 课题组[83]在 1,4-苯二甲酸溶液和 Cu2+的金属的、大小为 0.5-4 μm、厚度为 5-25 nm 的 MOF(CuBD 纳米片填充到聚酰亚胺基质中制备了高分离性能的混合构的二维 COF 纳米片同样是二维材料中发展迅速的新成六羟基三亚苯(HHTP)和 4,4'-二苯基丁二烯(硼酸)(维 COF 纳米片[84],是迄今为止报道的具有最大孔径的

示意图,纳米,沸石,示意图


1.2 “自下而上”方法制备 MOF(CuBDC)纳米片的示意图料的创新—MFI 沸石纳米片料膜构筑单元的研究多集中在(氧化)石墨烯纳米片二维沸石纳米片的研究鲜见报道。沸石是一类具有料,其孔径范围为 0.25-1 nm[44],MFI 型沸石具有三互正交的孔道,它们分别是孔径为 5.4 ×5.6 、平道和孔径大小为 5.4 ×5.1 、平行 a 轴方向的正弦约为 150°。MFI 型沸石孔道结构示意图如图 1.3 所

示意图,孔道结构,沸石,纳米


图 1.2 “自下而上”方法制备 MOF(CuBDC)纳米片的示意图[83]材料的创新—MFI 沸石纳米片材料膜构筑单元的研究多集中在(氧化)石墨烯纳米片、MO对二维沸石纳米片的研究鲜见报道。沸石是一类具有规整孔材料,其孔径范围为 0.25-1 nm[44],MFI 型沸石具有三维十元相互正交的孔道,它们分别是孔径为 5.4 ×5.6 、平行于 b孔道和孔径大小为 5.4 ×5.1 、平行 a 轴方向的正弦型十元角约为 150°。MFI 型沸石孔道结构示意图如图 1.3 所示。

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郑凯;;基于PDMS的支吊架校核系统介绍[J];海洋工程装备与技术;2016年04期

2 李鑫;王博;秦永泉;杨浩;;核燃料循环后端项目PDMS三维设计管道等级命名规则研究[J];广东化工;2017年05期

3 王黎;;谈火力发电厂三维设计PDMS应用[J];工程建设与设计;2017年07期

4 邱刚;;PDMS软件在发电工程热机设计中的运用[J];中国新技术新产品;2017年18期

5 邢伟;陈嘉;;PDMS项目的自动化创建[J];山东化工;2017年17期

6 冯振伟;刘旭玲;李松晶;;新型PDMS电磁微阀动态特性仿真研究[J];液压与气动;2017年10期

7 黄燕华;;PDMS三维设计之设备[J];红水河;2015年06期

8 徐扬;;PDMS在化工管道设计中的应用[J];化工管理;2016年02期

9 张华杰;徐明宇;;PDMS在田湾项目中的应用[J];机械工程师;2015年02期

10 孙迎迎;刘喜军;娄春华;;PDMS乳胶粒子的制备及其再分散性研究[J];齐齐哈尔大学学报(自然科学版);2015年06期

相关会议论文 前10条

1 王佳鹏;吴亚丽;;一种基于PDMS的超疏水表面的制备与研究[A];第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编[C];2018年

2 兰珍玉;邬亮俊;;基于PDMS的核电四维设计应用探索[A];核工业勘察设计(2015年第3期)[C];2015年

3 姜英琪;王晓红;邱新平;钟凌燕;白玉霞;刘理天;;PDMS封装技术在硅基微型直接甲醇燃料电池中的应用[A];中国微米、纳米技术第七届学术会年会论文集(二)[C];2005年

4 张水锋;王立世;陈缵光;党志;邓雪蓉;刘笑笑;;基于边缘加固的PDMS-玻璃微流控芯片制作新方法[A];第三届全国微全分析系统学术会议论文集[C];2005年

5 Kun-lun DENG;Hong-lang LI;Wei LUO;Ya-bing KE;Shi-tang HE;;FINITE ELEMENT MODELING OF LASER GENERATED ULTRASOUND IN BLACK PDMS MATERIALS[A];2015全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2015年

6 杨铁宁;李永川;徐庚;徐龙;宋健;刘庆国;;关于PDMS三维模型重量估算的探讨[A];第十五届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上)[C];2011年

7 高凤龙;马海龙;王平;;复杂管支架PDMS建模与施工相结合方法探讨[A];2012年度海洋工程学术会议论文集[C];2012年

8 赵永刚;贾杰;韩洛奇;;PDMS设计软件在热控专业应用现状与展望[A];2012电站自动化信息化学术和技术交流会议论文集[C];2012年

9 ;Development of PDMS-based Microfluidic Device for Cell-based Assays[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年

10 kP^銟;林奕[

本文编号:2790077


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2790077.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户3f9ee***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com