固相法合成MFI型分子筛晶体及膜的研究

发布时间：2021-07-17 19:10

　　MFI型分子筛具有规则的孔道结构、高比表面积、高水热稳定性,在择型催化、气体吸附和分离方面有着广泛的应用。纯硅MFI型分子筛因为骨架中不含铝元素,因此具有很强的疏水性。合成MFI型分子筛的传统方法有水热合成法、微波法、干凝胶转化法等,这些方法无论是在制备干凝胶时还是在反应过程中均需要消耗大量的水、产生大量废液、消耗大量的能量,不利于工业生产。最近,一种固相合成分子筛的方法被提出,这种方法仅需要将固体原料研磨后高温晶化即可得到分子筛晶体。其中含氟化铵的固相合成体系不需要九水硅酸钠,对分子筛的工业化生产有着重大的意义。然而,我们发现此法合成MFI型分子筛时仅遵循文献报道的配比无法获得与文献中相同的结果,我们认为有一些不同于传统水热合成的未知因素影响着结晶过程。纯硅MFI型分子筛膜在醇/水分离中表现出很好的性能,本课题组首次采用固相法在致密光滑载体表面制备了 b轴取向MFI型分子筛膜,该方法具有普适性,有望用于多孔载体表面制备MFI型分子筛分离膜。本文考察了氟化铵体系固相法制备MFI型分子筛晶体的影响因素,并研究了采用固相法在多孔载体上制备b轴取向MFI型分子筛分离膜。主要研究内容和结果如下... 

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图１．２不同ＴＰＡＯＨ浓度（ｘ）、合成温度（Ｔ）下微波水热合成的ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ??分子筛晶体的?ＳＥＭ?图：（ａ）Ｔ＝１２０°Ｃ，ｘ＝０．２１；?（ｂ）Ｔ＝１２０°Ｃ，ｘ＝０．２９；?（ｃ）??Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝０．５１；?（ｄ）?Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝０．５９；?（ｅ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，?ｘ＝０．６８；?（ｆ）??Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝１．１７［３９１

＿??ｍｆｉｍ?ｉ??ｍｍ??图１．２不同ＴＰＡＯＨ浓度（ｘ）、合成温度（Ｔ）下微波水热合成的ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ??分子筛晶体的?ＳＥＭ?图：（ａ）Ｔ＝１２０°Ｃ，ｘ＝０．２１；?（ｂ）Ｔ＝１２０°Ｃ，ｘ＝０．２９；?（ｃ）??Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝０．５１；?（ｄ）?Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝０．５９；?（ｅ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，?ｘ＝０．６８；?（ｆ）??Ｔ＝１８０°Ｃ，ｘ＝１．１７［３９１。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｂｙ?ｍｉｃｒｏｗａｖｅ??ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＴＰＡＯＨ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ?（ｘ）?ａｎｄ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ??ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?（Ｔ）：?（ａ）?Ｔ＝１２０?°Ｃ，ｘ＝０．２１；?（ｂ）?Ｔ＝１２０?〇Ｃ，ｘ＝０．２９；?（ｃ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，ｘ＝０．５１；??（ｄ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，?ｘ＝０．５９；?（ｅ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，?ｘ＝０．６８；?（ｆ）?Ｔ＝１８０?°Ｃ，?ｘ＝１．１７［３９］．??Ｒｉｓｔｉｃ等人［４２１使用两步微波法合成了由４０?ｎｍ的粒子堆积而成的３００?ｎｍ颗??粒。Ｃｈｅｎ等人［４３】使用微波溶剂热法，通过在合成液中添加二醇（ｄｉｏｌ，如乙二醇??（ＥＧ）、二甘醇（ＤＥＧ））调控ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ分子筛晶体的形貌，合成的分子筛如图??１．３。??（３）干凝胶转化法??干凝胶转化法（Ｄｒｙ?ｇｅｌ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ

面有晶种层的载体浸入ＴＰＡＯＨ水溶液中并干燥，以二氧化硅载体上的一部分作??为硅源，在高温水蒸汽的辅助作用下制备了膜厚约为７?ｔｒｎｉ的型分子筛膜，??实验操作如图１．４。制备的分子筛膜在５０?°Ｃ下对１０?ｗｔ°／。的乙醇／水溶液的分离??因子为６６，通量为４．４７ｋｇ．ｍ－２ｈ＿ｌ。??／／?Ｄｉｐ－ｃｏａｔｉｎｇ?Ｄｎｉｎｇ?＾?ＴＰＡＯＩＩ－ｃｏａｔｅｄ?Ｃ?＾Ｉｃｉｎａｔｉｏｎ?／?／??／?／??—■＞??：丨?＞?ｎｅｅｄｅｄ?ｉｕｐｐｗｔ?????■■■＞?／?／??＾?０．１?Ｍ１ＰＡＯＨ?？ｑ?Ｕ?Ｕ?＾??Ｓｅｅｄｅｄ?Ｓｉｌｋａｌｉｔｅ－Ｉ??ｓｉｌｉｃａ?ｓｕｐｐｏｒｔ?Ｓｔｅａｍｉｎｇ?ｍｃｎｉｂｎｉｎｃ??图１．４使用无凝胶蒸汽辅助转化法在二氧化硅管状载体上制备ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ膜??的示意图［９７］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ?ｂｙ?ｇｅｌ－ｆｒｅｅ??ｓｔｅａｍ－ａｓｓｉｓｔｅｄ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?（ＳＡＣ）?ｍｅｔｈｏｄ＇９７＇．??２０１９年，Ｏｕｍｉ等人在二氧化硅管状载体上涂覆了?５０?ｎｍ和７?ｎｍ的二氧化??硅层，使涂覆的二氧化硅和载体的二氧化硅一起作为硅源，制备了厚度为９?ｐｍ??ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－ｌ膜层。其在５０°Ｃ下对１０?ｗｔ°／。的乙醇／水溶液的分离因子为１０５

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3288765