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《大连理工大学》 2005年
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新型炭基MFI型沸石复合膜的制备及其性能研究

邹本雪  
【摘要】:沸石分子筛膜由于其本身具有的良好特性,一直是无机膜领域研究的热点之一,其 研究的关键是具有高性能沸石分子筛膜的制备。目前,沸石膜的制备大多以陶瓷材料为 载体。而陶瓷材料由于制备成本高,且容易被强碱溶液所侵蚀而带来合成上的问题。多 孔炭材料作为一种新颖的沸石膜制备载体,既可以克服陶瓷载体的不足,同时炭-沸石复 合膜也是一种新型复合材料可以兼有炭材料和沸石膜的双重性能,具有潜在的应用前景。 而且通过在多孔炭载体上制备沸石膜也为炭材料的改性提供了一条有效的途经。因此开 发新型载体沸石复合膜研究具有重要的实际意义。 本论文采用纳米晶种涂层二次生长技术合成了Silcaliate-1沸石复合膜和无模板剂的 ZSM-5沸石膜,用XRD,SEM和渗透等多种手段研究了炭基沸石复合膜的性能。 一采用廉价四丙基氢氧化铵乙醇溶液作模板剂,在澄清溶液中成功合成了均匀的 100nm Silicalite-1沸石,并对合成液的组成、晶化温度和晶化时间等条件进行了优化,确 定了最佳合成条件。 二在平均孔径为0. 7 μ m的管式炭载体上,采用预涂晶种二次合成法成功获得了均 匀连续的炭基Silicalite-1沸石复合膜。并在氮气气氛下,采用合成-焙烧-再合成-再焙烧 的方法,实现了炭基沸石复合膜孔内有机模板剂的有效脱除。获得的沸石复合膜对H2 的渗透率为20. 6×10-8mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/N2和H2/C3H8的理想分离因数分别达到了4. 29 和26. 41,显示出明显的分子筛分性能。系统考察了晶种的大小、合成液的组成、晶化温 度及无氧条件下模板剂的去除对沸石膜性能的影响。结果表明,晶种颗粒越小,则膜越 致密,渗透选择性越好,较大晶种颗粒在粗糙的载体表面很难形成致密的膜层;控制不 同的晶化温度可以获得不同取向生长的膜;当焙烧温度较低或氮气流量较小时,沸石复 合膜不但容易开裂,而且容易产生积炭现象,使膜的渗透性能降低。 三本论文首次在炭载体上,采用无模板剂条件合成了高硅ZSM-5沸石复合膜。膜 对H2的渗透率达19×10-8mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/N2,H2/O2和H2/C3H8的理想分离系数分别 为3. 11,3. 39,5. 90,说明膜内没有大的缺陷,并且具有一定的分子选择性能。 四初步探讨了炭基沸石膜在乙醇/水的渗透汽化中的分离作用。结果表明,炭基 Silicalite-1沸石复合膜的疏水性较强,晶间孔较少,在乙醇/水溶液中优先透过乙醇;而 无膜板剂的ZSM-5沸石膜疏水性相对较弱,晶间孔较多,在乙醇/水溶液中优先透过水。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ424.24

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 祝刚;ZSM-35沸石复合膜的合成、表征及性能研究[D];大连理工大学;2006年
2 孔春龙;纯硅沸石及其复合膜的制备、表征与应用研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王爱芳;Silicalite-1沸石膜的制备及其在乙醇/水渗透蒸发中的应用[D];大连理工大学;2008年
2 王献武;Sn-ZSM-5分子筛和膜的合成及其在分离乙酸—水中的应用[D];大连理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
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2 韩玲;王季平;王金渠;;X型沸石分子筛膜的制备及其在苯和氮气混合系统的分离应用[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
3 郭春禹;曹兵;杜启云;;中空纤维膜元件的优化设计[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
4 刘美;王湛;周翀;王婷;;中水回用中不同材质平板膜的污染机理分析[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
5 唐礼升;柏文静;薛晓波;;陶瓷膜在食品和发酵工程中的应用[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
6 申雅维;;膜分离技术在食品发酵工业中的应用[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
7 沈颜俊;唐礼升;董小兵;;无机陶瓷膜在油脂厂碱炼废水中应用[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
8 姚志春;胡晓东;;陶瓷膜澄清杨梅果汁的实验研究[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
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10 周宏兵;李崇志;陈加林;;小叶榕叶水提物超频震动膜过滤工艺的研究[A];第4届全国医药行业膜分离技术应用研讨会论文集[C];2007年
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1 高登征;固体酸碱催化剂的制备及其在生物柴油合成中的应用[D];山东科技大学;2010年
2 谢伟;Ti-MWW钛硅分子筛合成新方法及其催化性能的研究[D];华东师范大学;2011年
3 陈丽;具有多重孔结构的MFI型分子筛的合成及其催化性能的研究[D];华东师范大学;2011年
4 李红娟;LDHs基纳米复合材料的制备及其电容性能研究[D];陕西师范大学;2010年
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10 单志超;沸石分子筛的形貌控制与催化吸附功能的研究[D];吉林大学;2011年
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1 王倩;疏水性SBA-15/PDMS杂化膜制备及分离乙醇/水的研究[D];山东科技大学;2010年
2 赵紫军;(MCM-41)-La_2O_3纳米复合材料的制备、表征及光学性质研究[D];长春理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【相似文献】
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1 王海曼;具有多级孔道MFI分子筛的制备及组装[D];华东师范大学;2012年
2 杨军;MFI型取向分子筛膜的合成与缺陷修复[D];天津大学;2012年
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7 孙瑛;金属纤维结构化MFI分子筛复合材料的水热合成与表征[D];华东师范大学;2013年
8 王德临;MFI型沸石分子筛膜的制备和渗透性能研究[D];华南理工大学;2011年
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