CN108854579A - 一种两步法合成NaA分子筛膜的方法 - Google Patents

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吴奇阳
丛日敏
王永在
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Abstract

本发明涉及一种两步法合成NaA分子筛膜的方法，属于分子筛膜制备技术领域。步骤（1）：低温合成改善载体表面粗糙度：将支撑体放入反应釜添加修饰溶液，在低温条件下反应，反应结束后取出冷却；步骤（2）：将制膜溶液送入反应釜，提高加热温度至合成温度所需温度，开始晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。该方法为解决分子筛膜制备过程载体表面粗糙度影响提供了新思路，本方法合成的分子筛膜，重复性高，性能优良。

Description

一种两步法合成NaA分子筛膜的方法
技术领域
本发明涉及一种两步法合成NaA分子筛膜的方法，属于分子筛膜制备技术领域，尤其涉及一种将分子筛膜制备过程中支撑体表面粗糙度处理的方法，本发明同样适用于其他分子筛膜的制备。
背景技术
从世界首个关于NaA分子筛膜的报道出现以来，各国研究者在提高膜质量、降低膜成本、拓展膜应用领域等方面开展了大量研究。为获得高分离性能的膜层，常采用孔径＜300 nm的多孔材料作为载体，但此类载体价格昂贵，是微孔、大孔陶瓷的几倍甚至几十倍，极大提高了分子筛膜的成本。微孔陶瓷载体平均孔径1~2 μm左右，是目前国内市场上最常见的多孔陶瓷产品之一，较之纳米孔径的载体具有易制备、成本低，孔径与常规合成的NaA分子筛尺寸相匹配等优势。但是该类载体表面大多存在大孔、针孔以及表面平整度差等缺陷，从而影响NaA分子筛膜的致密性，进而影响了分子筛膜的选择性和渗透通量等性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决微孔陶瓷载体表面大孔、针孔以及表面平整度差等缺陷问题，修饰了载体表面，降低了表面平整度对膜合成的影响，提高了膜合成的批次稳定性，具体的技术方案是：
本发明涉及一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤（1）低温合成改善载体表面粗糙度：将支撑体放入反应釜添加修饰溶液，在低温条件下反应，反应结束后取出冷却；步骤（2）：将制膜溶液送入反应釜，提高加热温度至合成温度所需温度，开始晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。
所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，通过修饰溶液在反应温度下修饰载体表面粗造度，所述的修饰溶液的反应温度为30～70℃，其修饰溶液的配比为1Al2O3:（5～10）SiO2:（50～100）Na2O:（200～1000）H2O。
所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，加热反应温度为90～120℃，其制膜溶液配比为1Al2O3:（1～5）SiO2:（1～5）Na2O:（100～200）H2O。
所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，多孔支撑体的构型是片状、板状、单管式、多通道管式、中空纤维。
所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）的烘干温度为30～120℃，优选50～70℃。
采用本发明技术方案合成出长度为200 mm的NaA型分子筛膜，重复操作每个实施例实验5次，每个实施例制备5根单通道微孔氧化铝陶瓷管支撑NaA分子筛膜，将实施例1～3制得的分子筛膜进行渗透汽化测试，试验条件是：操作温度70 ℃，分离体系是5 wt.%的乙醇/水溶液，所得结果如下表所示：
从上表可以看出，本发明所合成膜的渗透汽化性能较优，实施例1～实施例3所合成的膜中分离因子均＞1000，通量＞2 kg·h–1·m–2，兼具有高的选择性和渗透通量。制备得到的NaA型分子筛膜的场发射式扫描电镜照片如图3和图4所示，从图中可以看出，制备得到的分子筛膜层均匀、完整无缺陷。
因此，与现有技术相比，本发明提出通过两步法合成NaA分子筛膜，利用低温下修饰溶液修饰载体表面的粗糙度，消除载体表面粗糙度对NaA分子筛膜的影响，并且该方法简单、易行。尤其应用于管式分子筛内膜的制备时，能够使成膜均匀性提高，改善膜性能。利用本发明的方法合成的NaA型分子筛膜与现有市场分子筛膜的性能相比，重复性高，性能优良，适合规模化工业生产。
附图说明
图1为本发明修饰后载体表面场发射式扫描电镜照片；
图2为本发明修饰后载体断面场发射式扫描电镜照片；
图3为本发明合成的分子筛膜的膜表面场发射式扫描电镜照片；
图4为本发明合成的分子筛膜的膜断面场发射式扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1
步骤（1）：低温合成改善载体表面粗糙度：
将单通道微孔氧化铝陶瓷管支撑体放入反应釜并添加修饰溶液，其修饰溶液的配比为1Al2O3: 5SiO2: 50Na2O: 1000H2O。在50℃温度条件下反应2 h，反应结束后取出冷却；
步骤（2）NaA分子筛膜的制备：
将制膜溶液（其配比1Al2O3: 2SiO2: 2Na2O: 120H2O）送入反应釜，提高加热温度至100℃温度条件下反应4 h，进行晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。
实施例2
步骤（1）：低温合成改善载体表面粗糙度：
将单通道微孔氧化铝陶瓷管支撑体放入反应釜内，添加修饰溶液，其修饰溶液的配比为1Al2O3: 6SiO2: 70Na2O: 60000H2O。在60℃温度条件下反应3 h，反应结束后取出冷却；
步骤（2）：NaA分子筛膜的制备：
将制膜溶液（其配比1Al2O3: 5SiO2: 10Na2O: 600H2O）送入反应釜，提高加热温度至90℃温度条件下反应5 h，进行晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。
实施例3
步骤（1）：低温合成改善载体表面粗糙度：
将单通道微孔氧化铝陶瓷管支撑体放入反应釜并添加修饰溶液，其修饰溶液的配比为1Al2O3: 6SiO2: 70Na2O: 60000H2O，在70℃温度条件下反应2 h，反应结束后取出冷却；
步骤（2）：NaA分子筛膜的制备：
将制膜溶液（其配比为1Al2O3: 2SiO2: 3.5Na2O: 155H2O）送入反应釜，提高加热温度至110℃温度条件下反应4 h，进行晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。

Claims (5)

1.本发明涉及一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1）低温合成改善载体表面粗糙度：将支撑体放入反应釜添加修饰溶液，在低温条件下反应，反应结束后取出冷却；步骤（2）：将制膜溶液送入反应釜，提高加热温度至合成温度所需温度，开始晶化合成，反应结束后取出冷却；将分子筛膜管取出并用去离子水洗涤并烘干，即得到NaA分子筛膜。
2.如权利要求1所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，通过修饰溶液在反应温度下修饰载体表面粗造度，所述的修饰溶液的反应温度为30～70℃，其修饰溶液的配比为1Al2O3:（5～10）SiO2:（50～100）Na2O:（200～1000）H2O。
3.根据权利要求1所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，加热反应温度为90～120℃，其制膜溶液配比为1Al2O3:（1～5）SiO2:（1～5）Na2O:（100～200）H2O。
4.根据权利要求1所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，多孔支撑体的构型是片状、板状、单管式、多通道管式、中空纤维。
5.如权利要求1所述的一种两步法合成NaA分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）的烘干温度为30～120℃，优选50～70℃。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209120A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ゼオライト膜の製造法
EP1157735A2 (de) * 2000-05-26 2001-11-28 Institut für Angewandte Chemie Berlin-Adlershof E.V. Verfahren zur Herstellung von Molekularsieb-Membranen auf porösen Trägern
CN103877865A (zh) * 2014-03-12 2014-06-25 浙江大学 一种合成NaA分子筛膜的方法
CN107051222A (zh) * 2017-04-28 2017-08-18 山东硅元新型材料股份有限公司 大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法
CN107174954A (zh) * 2017-05-27 2017-09-19 大连理工大学 一种直接加热法快速制备超薄NaA沸石膜的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11209120A (ja) * 1998-01-27 1999-08-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd ゼオライト膜の製造法
EP1157735A2 (de) * 2000-05-26 2001-11-28 Institut für Angewandte Chemie Berlin-Adlershof E.V. Verfahren zur Herstellung von Molekularsieb-Membranen auf porösen Trägern
CN103877865A (zh) * 2014-03-12 2014-06-25 浙江大学 一种合成NaA分子筛膜的方法
CN107051222A (zh) * 2017-04-28 2017-08-18 山东硅元新型材料股份有限公司 大孔载体内表面制备NaA分子筛膜的方法
CN107174954A (zh) * 2017-05-27 2017-09-19 大连理工大学 一种直接加热法快速制备超薄NaA沸石膜的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孟凡朋: "多孔陶瓷管内表面NaA分子筛膜的制备及渗透汽化性能研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *

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