1、1ppt课件 分子筛膜制备存在问题及其展望分子筛膜的制备 分子筛膜常用表征及缺陷处理分子筛膜简介41232ppt课件分子筛膜分子筛膜 一种可以实现分子筛分的新型膜材料一种可以实现分子筛分的新型膜材料.它是多孔膜的一种，它不仅具有较大的渗透通量，而且可以通过分子筛的纳米级的微孔结构和不同的表面化学特性，起到分子筛分作用。此外，无机膜以其良好的热稳定性和化学稳定性成为催化反应器及催化反应的最佳对象。42常见分子筛膜举例：常见分子筛膜举例： ZSM-5 （沸石分子筛（沸石分子筛 硅酸金属盐的水合物）硅酸金属盐的水合物） SAPO-5 （磷酸硅铝分子筛（磷酸硅铝分子筛 ） AlPO4-5 （磷酸铝分子
2、筛（磷酸铝分子筛 ） UTD-1 （十四元环的硅铝分子筛）（十四元环的硅铝分子筛） 3ppt课件物质分离物质分离：分子筛膜具有均一的孔道结构，依据其孔径可筛分出不同大小的分依据其孔径可筛分出不同大小的分子子，因而在物质分离领域有广泛的应用 前景；膜催化反应：膜催化反应：具有催化和膜分离的双重催化和膜分离的双重功能功能的膜催化反应器是分子 筛膜研究和应用的热点。膜催化反应器利用分子筛膜的分离功能，流动反应装置中分离反流动反应装置中分离反应体系分子应体系分子或将反应物隔开在膜界面反将反应物隔开在膜界面反应应，打破了催化反应原有的平衡，能极大的提高催化反应的效率 。4ppt课件5ppt课件1. 原位
3、水热合成法原位水热合成法含有硅源、铝源、碱、水和有机胺的分子筛合成母液含有硅源、铝源、碱、水和有机胺的分子筛合成母液( (溶胶或凝胶溶胶或凝胶) )的准备的准备一定水热条件下，分子筛晶体在载体表面成核并生长成连续的膜一定水热条件下，分子筛晶体在载体表面成核并生长成连续的膜高温煅烧去除模板剂高温煅烧去除模板剂6ppt课件1. 原位水热合成法原位水热合成法CoAPO-51 Catal. Sci. Technol, 2011, 1: 255-2597ppt课件2. 晶种法晶种法用用物理、化学方法物理、化学方法在载体表面在载体表面形成分子筛晶种膜形成分子筛晶种膜把载体置于分子筛合成母液中，一定水热合成
4、条件下把载体置于分子筛合成母液中，一定水热合成条件下晶化成膜晶化成膜定向性定向性缺陷少缺陷少再现性好再现性好易于按比例放大易于按比例放大8ppt课件2. 晶种法晶种法母液需水热预处理母液需水热预处理2 MFI型取向分子筛膜的制备与应用9ppt课件图A-B：先导溶液没有经过水热预处理图D-E：先导溶液进过水热预处理2. 晶种法晶种法10ppt课件3. 微波加热法微波加热法-Al2O3 tube20SiO2:Al2O3:70Na2O:2000H2O烘箱中323K加热8h微波加热363K,20分钟FAUzeolite membranes ：“in situ aging-microwave synth
5、sis” (AM)method 3 J. Membr. Sci, 2009, 337: 4754.11ppt课件3. 微波加热法微波加热法纯度高纯度高合成时间稍短合成时间稍短膜均匀、薄且致密膜均匀、薄且致密利于控制膜的微结构利于控制膜的微结构12ppt课件4. 化学气相沉积法化学气相沉积法CVDlCVD法制备的分子筛膜与水热合成 法相比并不具有明并不具有明显的优点显的优点，如制备的膜不连续不致密等， 因而也较少用来制备分子筛膜。lCVD法更多的是用来消除分子筛膜消除分子筛膜的缺陷的缺陷13ppt课件4. 化学气相沉积法化学气相沉积法CVD硅源硅源4 J. Phys. Chem. C, 2009
6、, 113: 7673774.14ppt课件5. 电泳沉积法电泳沉积法EPD电泳沉积法水热法合成纳米沸石粉末沸石粉末除杂制成悬浮液接一定电压电泳沉积形电泳沉积形成前体薄膜成前体薄膜前体薄膜二次生长二次生长(水热法)合成时间短合成时间短膜均匀、致密膜均匀、致密膜厚可控膜厚可控5 Micro. Meso. Mater, 2004, 69: 35-42.15ppt课件丝光沸石分子筛晶体的制备激光蒸渡前激光蒸渡前,基底处基底处理理（甲苯中超声，乙醇漂洗，烘干后在腔中高温真空去处残留有机物）使用脉冲激光使靶表面层熔化、蒸发 在基底上得到沉积薄膜PLD膜继续生长膜继续生长后水热处理6. 脉冲激光蒸渡法脉冲
7、激光蒸渡法PLD分子筛晶体PLD靶的准备（文中二茂铁掺杂后挤压成团）合成分子筛膜的后处理6 J. Porous. Mater, 2004, 11: 191209.16ppt课件6. 脉冲激光蒸渡法脉冲激光蒸渡法PLD理论上理论上: 适用任何类型的分子筛膜适用任何类型的分子筛膜 对载体形状没有特殊要求对载体形状没有特殊要求(晶种法只少数分子筛特别有效) 高度定向高度定向 结晶度高结晶度高 无杂晶无杂晶17ppt课件三. 分子筛膜常用表征及其缺陷处理物相分析物相分析 XRD、TEM、HREM表面结构表面结构 SEM、TEM、XPS、STM元素定性、定量分析元素定性、定量分析 EDX、中子衍射、中子
8、衍射分子筛膜孔径信息分子筛膜孔径信息 小分子物理吸附和脱附测量等小分子物理吸附和脱附测量等分子筛膜厚度测量分子筛膜厚度测量 电子显微镜、电子显微镜、XRF骨架和非骨架元素微环境和基团及配位信息骨架和非骨架元素微环境和基团及配位信息 IR、固体、固体NMR、EXAFS、AES等等常用的表征分析方法：常用的表征分析方法：缺陷处理方法：缺陷处理方法： 大缺陷大缺陷 多次晶化处理（会减小渗透率）多次晶化处理（会减小渗透率） 小缺陷小缺陷 SiO2的的CVD法消除法消除18ppt课件四. 分子筛膜制备存在问题及展望 还难以在载体上合成出具有还难以在载体上合成出具有均匀、稳定、附着性强、无缺陷、耐高均匀、
9、稳定、附着性强、无缺陷、耐高温、重复性好温、重复性好的分子筛薄层。的分子筛薄层。 分子筛膜的工业化应用还需解决一系列分子筛膜的工业化应用还需解决一系列工程放大问题工程放大问题 例如：膜的放大制备、廉价载体的开发、降低合成分子筛膜成本、膜组件的连接、高温下膜装置的密封、工业膜装置中的传质传热、工业过程吹扫气用量的减少等等。 了解分子筛在载体上的了解分子筛在载体上的生长规律生长规律有助于有效地调节和控制分子筛复有助于有效地调节和控制分子筛复合膜的微观结构。合膜的微观结构。 诸如：载体表面提供的非均相成核非均相成核对分子筛晶体的生长、载体上分子筛晶体定向生长定向生长的诱导过程及其机理，强化膜生长强化
10、膜生长的条件及其沸石孔道（缺陷）沸石孔道（缺陷）形成形成的原因。19ppt课件1. Manickam Sacidharan, et al. Catal. Sci. Technol, 2011, 1: 255-259.2. 郎林. MFI型取向分子筛膜的制备与应用: 博士学位论文. 天津: 天津大学, 2009. 3. Guangqi Zhua, Yanshuo Li, et al. J. Membr. Sci, 2009, 337: 4754.4. M. Kanezashi and Y. S. Lin. J. Phys. Chem. C, 2009, 113: 7673774.5. Wei S
11、han, Yahong Zhang, et al. Micro. Meso. Mater, 2004, 69: 35-42. 6. Thomas. J. Pisklak, et al. J. Porous. Mater, 2004, 11: 191209.7. Yi Liu, Yanshuo Li and Weishen Yang. J. AM. CHEM. SOC, 2010, 132(6): 17698. Yanshuo Li and Weishen Yang. J MEMBRANE SCI, 2008, 316: 317.9. 冼江强,黄肖容,隋贤栋. 分子筛膜的制备和研究进展. 广东化工, 2005, (05): 7-11.参考文献参考文献20ppt课件21ppt课件22ppt课件23ppt课件24ppt课件25ppt课件
