一种适用于氦气提纯的STT分子筛膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种适用于氦气提纯的STT分子筛膜，所述STT分子筛膜包括依次连接的载体层、下层胚层和上层STT分子筛层，其中所述下层胚层由纳米SiO2颗粒、STT球磨晶种和STT分子筛的晶种混合物在高温作用下烧结而成，上层STT分子筛层由下层胚层诱导晶化而成。上述的膜具有良好的He/CH4和He/N2分离性能。其次，本发明专利技术还构件了利用STT分子筛膜构件了一个高压天然气提氦性能方法，通过低压气体渗透性，能够预测得到高压环境中膜的气体分离性能，降低对膜性能评测步骤。在满足上述条件下，以更小的代价得到膜的整体性能评测。得到膜的整体性能评测。得到膜的整体性能评测。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于氦气提纯的STT分子筛膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种采用中空纤维STT分子筛膜的制备及提纯氦气的方法，尤其涉及双层膜制备和渗透性测试和缺陷计算线性拟合与预测，属于膜材料领域。

技术介绍

[0002]氦气性质无色无味，常温下为气态的惰性气体，是最难液化的不活泼气体，广泛应用于浮空器、检漏、电子、化学分析等行业。商业上的氦气可以从空气或天然气中提取。大气中氦气含量仅为5ppm，而在美国新墨西哥州的天然气田中氦气含量可达4.05％。氦气的制备通常分两步进行：第一步是低温精馏，从天然气中提取出粗氦；第二步是变压吸附(PSA)，从而获得高纯度的氦气。该工艺由于氦气浓度极低，且在低温下操作，能耗大。气体分离膜在常温操作且无相变发生而具有节能的优势。均匀的微孔和优异稳定性使得分子筛膜被广泛研究并用于气体分离。
[0003]目前，多种膜材料已经被应用于氦气的提纯，特别是包括SAPO
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34、DD3R、SSZ
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13等固定的几种分子筛膜。为更好的提高分子筛膜在氦气提纯方面的工业化应用，需要更多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于氦气提纯的STT分子筛膜，其特征在于，所述STT分子筛膜包括依次连接的载体层、下层胚层和上层STT分子筛层，其中所述下层胚层由纳米SiO2颗粒、STT球磨晶种和STT分子筛的晶种混合物在高温作用下烧结而成，上层STT分子筛层由下层胚层诱导晶化而成。2.根据权利要求1所述的STT分子筛膜，其特征在于，所述的下层胚层厚度为200
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1000nm，上层STT分子筛层厚度约为3
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6μm；所述晶种混合物中纳米SiO2颗粒、STT球磨晶种和STT分子筛的质量比为5
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15:5
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15:1，优选的质量比为8:9:1；所述的STT分子筛粒径为500nm，STT球磨晶种粒径为200nm，纳米SiO2颗粒的粒径为5
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50nm。3.一种如权利要求1
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2中任一STT分子筛膜的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：第一步：按比例将纳米SiO2颗粒、STT球磨晶种和STT分子筛的晶种混合物与水混匀形成晶种溶液；第二步：将载体用碱进行预处理后，将晶种溶液浸渍载体以使混合物负载在载体上，并烘干、焙烧；第三步：负载晶种混合物的载体置于由SiO2、TMAdaOH和水配制而成合成液中水热晶化形成STT分子筛膜；第四步：晶化结束后将STT分子筛膜在臭氧氛围下脱除模板剂。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于晶种溶液中晶种混合物的浓度为0.5wt％
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5wt％，所述的涂覆方式为浸涂、旋涂、擦涂、真空涂覆中的一种或多种；所述的合成液中原料摩尔比1SiO2:0.10
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0.30TMAdaOH:24
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128H2O；所述水热晶化的温度为160
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200℃，晶化时间为1
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4天，转动合成；臭氧焙烧温度为150
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300℃。5.一种利用权利要求1
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2中的STT分子筛膜进行高压天然气提氦性能的预测方法，其特征在于，包括对STT分子筛膜的性能进行评估的步骤：计算组分表面扩散、粘性流、努森扩散和通过分子筛孔道的渗透量在总渗透量中所占比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学瑞，朱明宇，彭星宇，公超，顾学红，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：