中空纤维SAPO-34分子筛膜的制备及渗透汽化性能

采用二次生长法在α-Al_2O_3四通道中空纤维支撑体外表面合成SAPO-34分子筛膜,用于渗透汽化脱水分离。考察操作温度对分子筛膜渗透汽化性能的影响,并研究渗透汽化过程中膜结构性能的稳定性。结果表明:采用球磨晶种诱导合成出了高质量的SAPO-34分子筛膜,75℃下膜在异丙醇(90%)-水(10%)体系中,分离因子达到3 600,渗透通量为3.34 kg/(m~2·h);在乙醇(90%)-水(10%)体系中,膜的分离因子最高为419,渗透通量为1.19kg/(m~2·h)。SAPO-34分子筛膜具有良好的渗透汽化分离稳定性和耐酸性能。     

NaA型分子筛膜的合成与渗透汽化性能研究

采用二次生长法,在多孔管状莫来石支撑体上合成了高性能的NaA型分子筛膜.利用SEM和XRD对合成的NaA型分子筛膜进行了结构表征.XRD结果表明,在莫来石支撑体上可形成纯的NaA型分子筛晶体;SEM结果表明支撑体外表面上形成了一层厚度为5～10μm的连续致密的分子筛膜.渗透汽化测试实验表明,在优化条件下合成的NaA型分子筛膜具有高的渗透通量和分离系数.在温度为75℃,原料液中乙醇质量分数为90%的条件下,其渗透通量和分离系数可分别高达2.85 kg·m-2·h-1和10 000.NaA型分子筛膜渗透通量受操作温度、原料液浓度变化的影响很大.当操作温度升高或原料液中水的浓度增加时,其渗透通量均显著增加.     

CHA分子筛膜用于DMF渗透汽化脱水研究

将氧化钇稳定型氧化锆(YSZ)中空纤维载体上制备的CHA分子筛膜用于二甲基甲酰胺(DMF)渗透汽化脱水,系统考察了进料水含量和操作温度对膜分离性能的影响,并研究了CHA分子筛膜渗透汽化的长期稳定性。结果表明:膜的渗透水通量随进料水含量和操作温度的升高而增加;对于质量分数为10.0%水/DMF溶液,当操作温度为75℃时,CHA分子筛膜的初始渗透水通量和分离因子分别为5.7 kg/(m~2·h)和1 180;DMF分子在CHA分子筛膜表面和孔道内的吸附阻碍了水的渗透,膜的渗透水通量逐渐下降并在24 h后稳定在1.0 kg/(m~2·h)左右,渗透侧水质量分数稳定在99.0%以上。     

T-NaX分子筛复合膜的制备及其渗透汽化性能

本文利用NaX型分子筛对T型分子筛膜进行修饰,制备出T-NaX分子筛复合膜,借助XRD、SEM及渗透汽化实验研究了合成时间、合成温度及NaX型分子筛合成液陈化时间对复合膜渗透汽化性能的影响。结果表明,在NaX型分子筛合成液陈化时间为18 h、合成温度为105℃、合成时间为28 h的条件下,可制得组织连续致密、渗透侧水含量高达99.359%、渗透通量为1.99 kg·m~(-2)·h~(-1)的T-NaX分子筛复合膜。     

用于分离二甲苯异构体的MFI型分子筛膜的制备

以无模板剂二氧化硅溶胶为前驱体,用二次生长法在已浸渍分子筛种子层的α-氧化铝支撑体上制备MFI型分子筛膜,采用X射线衍射法、扫描电子显微镜和气体渗透实验表征分子筛膜的性能,研究了单组分和双组分二甲苯异构体在氧化铝支撑分子筛膜的渗透汽化分离性能.结果表明:在50℃和10 h下,二甲苯异构体单组分的渗透汽化通量按对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的顺序依次减小;单组分的对二甲苯/邻二甲苯和对二甲苯/间二甲苯的分离因子可分别达到67和46,双组分的分别可达到29和42;单组分的对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为7.41×10-4和0.11×10-4mol/(m2.s);双组分混合物中对二甲苯和邻二甲苯的通量分别为3.58×10-4和0.086×10-4mol/(m2.s).说明此分子筛膜适于渗透汽化分离二甲苯异构体.     

以EMT为晶种外延生长制备NaY分子筛膜及其渗透蒸发性能研究

以EMT为晶种,通过二次生长法制备出NaY分子筛膜并进行了表征,考察了二次生长液的碱度和铝含量对膜微结构的影响。将制备的膜材料应用于碳酸二甲酯与甲醇混合体系的分离,考察了原料液的浓度以及渗透蒸发温度对分离效果的影响,确定了膜层的稳定性。结果表明:二次生长液中,当n(SiO_2)/n(Na_2O)=1/1.4,n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=10时,所得到的膜层质量最好。该膜对MeOH/DMC混合体系的分离效果受原料液的浓度和渗透汽化温度的影响显著。在50℃时,随着原料液质量分数的增加(20%~80%),膜材料的分离因子由34.1值降低至5.2,渗透通量由114.7增加至135.5g/(m~2·h);随着渗透汽化温度的升高(20~80℃),对于组成为甲醇质量分数50%的混合体系,膜材料的分离因子由29.8降低至2.8,渗透通量由96.3增加至180.8g/(m~2·h).膜材料稳定性良好,在14h内分离因子和渗透通量无明显改变。     

管状NaY型分子筛膜的合成

分别采用密闭式不锈钢反应釜和开口式回流玻璃反应器,在多孔管状支撑体表面水热合成NaY型分子筛膜.探讨了硅铝溶胶老化时间、合成温度及时间、支撑体等成膜条件对分子筛膜性能的影响,对合成膜进行了XRD和SEM表征.与鼓风烘箱加热的不锈钢反应釜相比,采用油浴加热的玻璃反应器的反应时间更短;同时,形成分子筛膜的渗透性能受支撑体材质的影响很大.在优化的合成条件下,膜对水/有机物混合物具有较好的分离选择性.莫来石支撑体上形成的NaY型分子筛膜应用于75℃、水/乙醇(质量比为10/90)和水/异丙醇(质量比为10/90)体系的渗透通量和分离因子分别高达2.97 kg·m-2·h-1和305,2.45 kg·m-2.h-1和920.而不锈钢支撑体上制备的分子筛膜的渗透通量均为莫来石支撑体上合成膜的1.5倍以上.     

热浸渍晶种法制备高重复性NaA分子筛膜

利用热浸渍法和打磨法引入晶种合成NaA分子筛膜,将合成的NaA分子筛膜应用于乙醇/水混合体系,研究进料温度、进料侧压力及进料流量等对其分离性能的影响。结果表明,进料温度升高,渗透通量和分离因数呈增大趋势;进料侧压力增大,渗透通量增加,分离因数减小;进料流量增大,渗透通量明显增大,分离因数未发生明显变化。进料温度为75℃、进料侧压力为100kPa、相对真空度接近-0.1MPa、进料流量为16L/h时,所得NaA分子筛膜的渗透通量和分离因数分别为1.08kg.m-2.h-1和3 338,此时用于乙醇/水混合体系分离效果最佳。NaA分子筛膜的重复性高达80%。     

NaA分子筛膜的制备及其在醇类脱水中的应用

采用水热合成法在莫来石支撑体上制备NaA分子筛膜,并利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇水体系进行脱水性能的研究,同时考察操作温度和原料液中水含量对膜的分离性能的影响.研究表明:在优化条件下制备出致密无缺陷的NaA分子筛膜,所制备的膜对几种醇类体系脱水都具有良好的分离效果,膜的渗透水通量随温度的升高而增加,分离因子略有下降;随着醇类分子尺寸的增大,膜的分离因子和水通量都呈增大趋势.     

氧化多壁碳纳米管对PVA-CS-O-MWNTs/PAN渗透汽化膜性能的影响

在涂膜液聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)混合物中加入无机相氧化多壁碳纳米管(O-MWNTs),使用浸渍法涂膜的方式制备PVA-CS-O-MWNTs/PAN中空纤维膜(PAN为聚丙烯腈),应用于渗透汽化分离甲醇(Me OH)/碳酸二甲酯(DMC)混合物.考察了O-MWNTs含量、热处理温度、料液温度对渗透汽化性能的影响.结果表明,加入氧化多壁碳纳米管可以提高PVA-CS/PAN膜的渗透通量、亲水性和机械性能.较佳的工艺条件为:O-MWNTs质量分数为0.1%,热处理温度为80℃,料液温度为40℃,Me OH的质量分数为70%.在此实验条件下,PVA-CS-O-MWNTs/PAN膜的渗透汽化性能达到最佳,渗透通量为210 g·m-2·h-1,甲醇选择性为7.82.     

用ZSM-5降解液进行SBA-15分子筛合成的研究

以商用ZSM-5沸石为原料,采用降解法合成了孔壁含有沸石结构单元的Z-SBA-15介孔分子筛。利用XRD、TEM技术,考察了温度、时间、ZSM-5的硅铝比、降解液用量和初始凝胶pH值对合成产物的影响。结果表明:在晶化温度100～110℃,晶化时间36～48h,硅铝比为25～36,ZSM-5沸石降解液量15～30mL,初始凝胶pH值0.5～1.0时为合成适宜条件。此外,经Z-SBA-15样品结构分析,Z-SBA-15为具有Al—Si—O单元结构成分的SBA-15介孔材料。     

微细NaY分子筛的合成和性能

进行了微细ＮａＹ分子筛的合成．以工业化为基础,系统研究了导向剂的老化温度和时间、分子筛的成胶温度、凝胶的老化温度和时间、以及晶化温度和时间等因素对ＮａＹ分子筛细化的影响,并经优化合成条件,合成出了ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３≥５５,粒度分布范围小,平均粒径小于３００ｎｍ的微细ＮａＹ分子筛．测定表明差热破坏温度为８９５℃,ＢＥＴ比表面积、微孔体积及外表面积分别为１０５０ｍ２／ｇ、０４ｍｌ／ｇ和１５５ｍ２／ｇ,所合成的ＦＣＣ催化剂ＭＡ达８９,生焦量为４８％．     

沸石对于亚硝胺的吸附和裂解

采用气相色谱－质谱（GC－MSD）、程序升温表面反应（TPSR）等技术研究吡咯烷亚硝胺（NPYR）和二甲基亚硝胺（NDMA）等亚硝胺在NaY,NH,NaZSM-5,HZSM-5等沸石上的气相和液相吸附及催化分解,并剖析其产生分布：NaZSM-5与NaY沸石上NPYR裂解产物与热裂解产物非常相近,而H型沸石如HZSM－5与HY上发生了H^ 参与的催化裂解反应,产物则是以亚硝胺还原及开环物种为主。亚硝胺在H^ 型与Na^ 型沸石上分别是以酸催化剂及自由基热裂化进行裂解反应的,沸石上的质子酸中心是沸石催化降解亚硝胺的活性中心。ZSM－5沸石能够从溶液中强吸附NPYR类亚硝胺,而且在常温下很难解吸,这将有利于沸石在环境保护中消除亚硝胺的污染,和773K活性的NaY沸石相比,未经活化样品的NPYR－TPSR谱图上裂解产物NOx的峰形状及峰位置基本不变;据此可推测,沸石上已吸附的水不仅不影响NPYR的吸附,而且可能有助于NPYR的裂解。这意味着沸石可以无需高温活化而能直接用于去除亚硝胺。     

制备方法对Ti0.8Zr0.2O2/沸石结构及光催化性能的影响

以酸处理后的信阳上天梯天然斜发沸石作为载体,分别采用浸渍法和溶胶凝胶法制备Ti0.8Zr0.2O2/沸石光催化剂.采用X-射线衍射、红外光谱和扫描电镜分析样品的微观结构和形貌.结果表明,80℃下,4 mol/L盐酸处理10 h后沸石结构发生了显著变化,Al—O—Si骨架结构保持.扫描电镜证明钛锆氧化物在溶胶凝胶法制备的光催化剂上高度分散,以罗丹明B(RhB)为模型污染物考察了该样品的吸附与光催化效果.300 W紫外灯光照1.5 h后,0.2 g该催化剂可使20 mL浓度为80 mg/L RhB溶液的去除率达97.12%,重复使用8次后去除率为89.47%.     

水热处理的HZSM-5分子筛的孔结构及活性研究

采用X 射线衍射 (XRD)、红外光谱 (IR)、NH3 TPD、真空重量吸附、静态吸附容量法以及正己烷的裂化反应等方法系统地研究了不同温度下用 10 0 %水蒸气处理的HZSM 5分子筛 (硅铝比为 2 5 ,直接法合成 )的结构、酸性、吸附性能和催化裂化性能。研究结果表明 ,随着水热处理温度的升高 ,HZSM 5分子筛的结晶度虽有下降趋势 ,但变化不显著 ,水热处理温度对正己烷吸附量的影响也不大 ,这说明水热处理后HZSM 5分子筛的结构没有发生明显的变化 ;随着水热处理温度的升高 ,HZSM 5分子筛的比表面积减小 ,二次孔或中孔有增大趋势 ,酸中心数目减少 ,活性降低 ,但其活性稳定性却较高。     

合成条件对高硅SSZ-13分子筛膜单气体渗透性能的影响

采用2次水热合成法在多孔莫来石支撑体外表面上制备高硅SSZ-13分子筛膜,考察了合成溶胶中的Si/Al比、晶化时间、晶化温度、H₂O/SiO₂比对合成高硅SSZ-13分子筛膜的单气体渗透性能的影响.高硅SSZ-13分子筛膜的CO₂和CH₄的单气体渗透性能依赖于合成溶胶中的Si/Al比,Si/Al比越高,越有利于气体分离.其次,合成溶胶中H₂O/SiO₂比和晶化条件也能够影响分子筛晶体形貌、分子筛层厚度以及分子筛膜的单气体渗透性能.当合成溶胶的摩尔配比为1.000 SiO₂:0.100 Na₂O:0.100 TMAdaOH:80.000 H₂O:0.005 Al₂O₃,晶化时间和温度分别为48 h和160 ℃时,制备的高硅SSZ-13分子筛膜具有最佳的单气体渗透性能,对CO₂的渗透速率可达到3.0×10^-7 mol· m^-2·s^-1·Pa^-1),CO₂/CH₄的理想选择性为39.     

由煤系高岭土原位合成NaY分子筛

以煤系高岭土为原料 ,经碱熔活化、补硅 ,在优化的合成条件下 ,可以原位水热合成NaY分子筛。详细考察了晶化温度、晶化时间、加水量、老化时间和合成体系中硅铝比等反应因子对合成产物的结构和热稳定性的影响。得出的最佳反应条件如下 :合成体系中硅铝经为 2 ,晶化温度 370K、晶化时间 10h、老化时间 12h、加水量 4 0～ 6 0mL。其中 ,晶化温度和加水量是影响结晶产物物理结构性能的主要因素。采用XRD、IR、N2 静态容量吸附法、DTA DTG等手段对结晶产物的晶态结构、比表面积及孔分布、热稳定性等进行了表征。结果表明 ,以高岭土为原料可以原位合成出结晶度较高、无杂晶的NaY分子筛。所得分子筛比表面积较高 (42 0m2 /g) ,孔径分布集中 (集中在 0 .6nm) ,热稳定性好。     

异丙苯裂解反应动力学及HZSM—5沸石表面酸性的表征

采用脉冲微反色谱法研究在ＨＺＳＭ－５沸石上异丙苯裂解反应动力学，求是反应速率常数、活化能、吸附平衡常数和吸附热，并以该反应探针，对没硅铝比的ＨＺＳＭ－５沸石的表面酸性进行了表生上异丙苯裂解结果表明：随Ｓｉ／Ａｌ比的减少，ＨＺＳＭ－５沸石表面酸性增加。     

不同骨架硅铝比Y分子筛热改性过程的固体NMR表征

不同次邻近铝含量可导致改性后Y分子筛酸中心性质的较大差别，较高si／Al比Y分子筛焙烧脱羟时可能出现三配位铝．随骨架Si／Al比不同，Y型分子筛脱铝形成的非骨架铝性质也有所不同．以化学环境敏感的四极核Na一为探针，证实了改性产生的非骨架Al对骨架阳离子位的环境有较大影响，这可能是B，L酸协同作用后出现增强酸性的证据．     

非均相UV/Fenton反应催化剂的制备及其催化性能研究

以NaY分子筛、NaX分子筛、Al2O3和硅胶为载体制备非均相UV/Fenton反应催化剂,考察不同载体催化剂的活性和稳定性。结果表明,以NaY分子筛为载体的FeY催化剂性能最佳。探索了不同Fe2+负载量的影响。研究发现,Fe2+负载量为20%的催化剂重复性好,并且经500℃焙烧2h可以再生催化剂。采用UV-Vis图谱分析和不同反应体系的比较,表明在UV/FeY/H2O2反应体系中,亚甲基蓝分子的生色团被破坏,进而生成小分子中间产物,难以完全矿化;FeY的催化性能优于均相催化剂,UV、FeY和H2O2之间存在协同效应,在基准条件下反应60min后,脱色率和CODcr去除率分别达到96.95%和89.11%。