基于氧化石墨烯限域作用制备MFI型分子筛膜
发布时间：2021-07-15 12:02
分离过程始终是工业领域中不可缺少的重要单元。膜分离技术由于分离效率高、成本低等优点而受到了广泛的关注。MFI型分子筛膜稳定性好、孔径均一,所以被广泛应用于膜反应器、分离等工业领域。因此,研究其合成及分离性能意义深远。近些年在分子筛膜的合成方式中,研究人员大都采用二次生长方式,并且为了减小其传质阻力,将目光着眼于合成出无孪晶存在的、b-轴取向的超薄分子筛膜。利用二次生长技术合成分子筛膜的关键是组装出高质量的晶种层,Langmuir-Blodgett（LB）技术对于组装取向单层晶种层具有很好的效果,是一种较为新颖的被用来组装单分子层的技术,一直是本实验室的研究课题。本研究将继续采用LB技术组装晶种层,主要研究内容包括:1.GO的合成、LB组装以及分子筛纳米晶粒及纳米片的合成研究。FT-IR和SEM表明成功合成了 GO。通过AFM观察了利用LB技术沉积的GO薄膜,结果显示成功组装了单层紧密排列的GO薄膜,并且GO的平均厚度约为2 nm。对分子筛纳米晶粒采用FT-IR及XRD表征结果显示,存在MFI结构的特征峰,并且粒径分析结果显示颗粒大小在140 nm左右,这证明了成功合成了 silical...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｔ〇４四面体?
宁夏大学硕士学位论文?第一章文献综述??秦秦４??图１－１?Ｔ〇４四面体?图１－２?Ｔ〇４四面体共用氧原子??Ｆｉｇ．１－１?Ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｔ〇４?Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｍｍｏｎ?ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍ?ｏｆ?Ｔ〇４?ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ??分子筛是一种硅铝酸盐晶体材料。［Ｔ〇４］四面体（Ｔ代表Ｓｉ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ等）是其骨架的初级??结构单元，在这些四面体（图１－１所示）中，中心的Ｔ原子相互之间是通过与之配位的四个氧原??子结合成氧桥而相互连接的（图１－２所示）。由于四面体之间相互连接方式的不同，而形成不同类??型的多元环，如三元环、六元环、十元环等次级结构单元，然后他们再通过不同的排列方式进行??组合，最后形成种类繁多、结构不同、性能迥异的分子筛晶体骨架。??Ｌ２．２ＭＦＩ型分子筛??ＭＦＩ型分子筛的孔道相互交叉，其中，沿ａ－轴方向的孔道呈Ｓ型、沿轴方向的孔道呈直线??型，并且两个方向上椭圆形孔径尺寸分别为为５．１Ａｘ５．５Ａ和５．３Ａｘ５．５Ａ【１９］，其骨架及孔道结构??示意图如图１－３所示。ＭＦＩ型分子筛属于正交类晶系，包含（ｋＯＯ）、（ＯｋＯ）、（００ｋ）三个晶面。典??型的ＭＦＩ型分子筛包括ＺＳＭ－５分子筛和Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－１分子筛，由于其合成容易，具有择形催化作??用，因此常用来作为研究分子筛膜的基本模型ｐＱ］。此外，ＴＳ－１、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－１２、ＺＳＭ－３４等也??都属于ＭＦＩ型分子筛，在实际生产过程中常用作工业催化领域的催化剂。??ＭＦＩ型分子筛的问世，对于分子筛的实际应用和发展有很大的推动作用。起初，科学家为了??制备分子筛，他们模仿形成沸石的自然条件，但合成出来的分子
宁夏大学硕士学位论文?第一章文献综述??警馨??ＭＦＩ型分子筛孔道结构示意图?ＭＦＩ骨架结构??Ｍ?ｍ??ＭＦＩ?ｆｒａｎｉｅｗｏｒｋ?ｖｉｅｗｅｄ?ａｌｏｎｇ?（ｋＯＯ）?ＭＦＩ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｖｉｅｗｅｄ?ａｌｏｎｇ?（ＯｋＯ）??图１－３?ＭＦＩ分子筛孔道及骨架结构示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｈａｎｎｅｌ?ａｎｄ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＭＦＩ?ｚｅｏｌｉｔｅｓ??１．３分子筛膜概述??１．３．１分子筛膜??膜分离技术相较于传统工业分离技术（如精馏）存在能耗低、分离性能好、操作简单等优点。??根据膜材料不同可分为有机膜和无机膜有机膜是指聚合物膜，其因初性高、合成简单、??价格低廉、易于工业投产而被广泛应用，但其耐高温和抗压性能差、稳定性差、机械强度低、孔??道易堵塞等缺点也在很大程度上阻碍了其在某些领域中的应用。为了满足实际生产过程中各行各??业的需求，无机膜因其不易损坏、容易清洗、耐高温高压、可再生、孔容大等优点应运而生［２３］。??分子筛膜属于无机膜材料中的一种。由其支撑体的结构类型通常可以被分为三种，分别为：??填充膜、支撑膜和自支撑膜。??（１）填充膜：指将合成的粉体分子筛填加到聚合物基质中，并使其充分分散，最后形成复合??膜。Ａｍｍｉａｙｐａｎｉｃｈ等［２４】人将４Ａ型分子筛添加到聚乙烯醇和橡胶混合基质膜中制备了填充型分子??筛膜，并且将其用于乙醇／水混合物的分离，研宄发现橡胶和分子筛的共同作用可以抑制膜的溶胀，??并展现出较好分离性能。??（２）支撑膜：指使分子筛膜生长于载体表面，从而由于受到良好机械强度载体的支撑，而增??强合成的分子筛膜的抗压能力，这种类型的分子筛
【参考文献】：
期刊论文
[1]Langmuir-Blodgett法制备b-轴取向MFI型分子筛膜[J]. 年佩,鱼婷,苏美慧,王政,张斌兴,李山,宋智,马强. 无机材料学报. 2016(04)
[2]无模板剂二次生长法制备取向MFI型分子筛膜[J]. 刘秀凤,张宝泉,林跃生. 无机化学学报. 2008(10)
硕士论文
[1]功能化石墨烯薄膜的制备及其应用于可穿戴式传感器研究[D]. 项建新.东南大学 2018
[2]Silicalite-1分子筛膜的制备及气体分离性能研究[D]. 张聪.吉林大学 2012
本文编号：3285667
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｔ〇４四面体?
宁夏大学硕士学位论文?第一章文献综述??秦秦４??图１－１?Ｔ〇４四面体?图１－２?Ｔ〇４四面体共用氧原子??Ｆｉｇ．１－１?Ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｔ〇４?Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｏｍｍｏｎ?ｏｘｙｇｅｎ?ａｔｏｍ?ｏｆ?Ｔ〇４?ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ??分子筛是一种硅铝酸盐晶体材料。［Ｔ〇４］四面体（Ｔ代表Ｓｉ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ等）是其骨架的初级??结构单元，在这些四面体（图１－１所示）中，中心的Ｔ原子相互之间是通过与之配位的四个氧原??子结合成氧桥而相互连接的（图１－２所示）。由于四面体之间相互连接方式的不同，而形成不同类??型的多元环，如三元环、六元环、十元环等次级结构单元，然后他们再通过不同的排列方式进行??组合，最后形成种类繁多、结构不同、性能迥异的分子筛晶体骨架。??Ｌ２．２ＭＦＩ型分子筛??ＭＦＩ型分子筛的孔道相互交叉，其中，沿ａ－轴方向的孔道呈Ｓ型、沿轴方向的孔道呈直线??型，并且两个方向上椭圆形孔径尺寸分别为为５．１Ａｘ５．５Ａ和５．３Ａｘ５．５Ａ【１９］，其骨架及孔道结构??示意图如图１－３所示。ＭＦＩ型分子筛属于正交类晶系，包含（ｋＯＯ）、（ＯｋＯ）、（００ｋ）三个晶面。典??型的ＭＦＩ型分子筛包括ＺＳＭ－５分子筛和Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－１分子筛，由于其合成容易，具有择形催化作??用，因此常用来作为研究分子筛膜的基本模型ｐＱ］。此外，ＴＳ－１、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－１２、ＺＳＭ－３４等也??都属于ＭＦＩ型分子筛，在实际生产过程中常用作工业催化领域的催化剂。??ＭＦＩ型分子筛的问世，对于分子筛的实际应用和发展有很大的推动作用。起初，科学家为了??制备分子筛，他们模仿形成沸石的自然条件，但合成出来的分子
宁夏大学硕士学位论文?第一章文献综述??警馨??ＭＦＩ型分子筛孔道结构示意图?ＭＦＩ骨架结构??Ｍ?ｍ??ＭＦＩ?ｆｒａｎｉｅｗｏｒｋ?ｖｉｅｗｅｄ?ａｌｏｎｇ?（ｋＯＯ）?ＭＦＩ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｖｉｅｗｅｄ?ａｌｏｎｇ?（ＯｋＯ）??图１－３?ＭＦＩ分子筛孔道及骨架结构示意图??Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｈａｎｎｅｌ?ａｎｄ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＭＦＩ?ｚｅｏｌｉｔｅｓ??１．３分子筛膜概述??１．３．１分子筛膜??膜分离技术相较于传统工业分离技术（如精馏）存在能耗低、分离性能好、操作简单等优点。??根据膜材料不同可分为有机膜和无机膜有机膜是指聚合物膜，其因初性高、合成简单、??价格低廉、易于工业投产而被广泛应用，但其耐高温和抗压性能差、稳定性差、机械强度低、孔??道易堵塞等缺点也在很大程度上阻碍了其在某些领域中的应用。为了满足实际生产过程中各行各??业的需求，无机膜因其不易损坏、容易清洗、耐高温高压、可再生、孔容大等优点应运而生［２３］。??分子筛膜属于无机膜材料中的一种。由其支撑体的结构类型通常可以被分为三种，分别为：??填充膜、支撑膜和自支撑膜。??（１）填充膜：指将合成的粉体分子筛填加到聚合物基质中，并使其充分分散，最后形成复合??膜。Ａｍｍｉａｙｐａｎｉｃｈ等［２４】人将４Ａ型分子筛添加到聚乙烯醇和橡胶混合基质膜中制备了填充型分子??筛膜，并且将其用于乙醇／水混合物的分离，研宄发现橡胶和分子筛的共同作用可以抑制膜的溶胀，??并展现出较好分离性能。??（２）支撑膜：指使分子筛膜生长于载体表面，从而由于受到良好机械强度载体的支撑，而增??强合成的分子筛膜的抗压能力，这种类型的分子筛
【参考文献】：
期刊论文
[1]Langmuir-Blodgett法制备b-轴取向MFI型分子筛膜[J]. 年佩,鱼婷,苏美慧,王政,张斌兴,李山,宋智,马强. 无机材料学报. 2016(04)
[2]无模板剂二次生长法制备取向MFI型分子筛膜[J]. 刘秀凤,张宝泉,林跃生. 无机化学学报. 2008(10)
硕士论文
[1]功能化石墨烯薄膜的制备及其应用于可穿戴式传感器研究[D]. 项建新.东南大学 2018
[2]Silicalite-1分子筛膜的制备及气体分离性能研究[D]. 张聪.吉林大学 2012
本文编号：3285667
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