【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及lta分子筛膜制备，特别涉及一种lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法。
技术介绍
1、传统分离技术一般包括吸收、吸附、低温蒸馏等，这些方法存在操作繁琐、成本高、体积大、能耗高等缺点。相比之下，膜分离技术被视为分离技术中能解决环境与能源等方面的全球性问题的有效手段。膜分离技术具有高选择性、易于模块化设计、操作简单、能耗低、成本低等显著优点，广泛应用于能源、电力、石油、化工等行业，特别是在分离co2领域表现突出。相比传统co2分离技术，膜分离技术具有独特的优越性。
2、混合基质膜(mmms)是将填料颗粒均匀分布在聚合物基质中制得的膜的总称。它结合了聚合物可加工性、力学性能强和低成本等优点，以及填料在气体渗透性和选择性方面的优势，有望突破聚合物膜渗透性与选择性之间的trade-off效应制约。同时，混合基质膜的制备可利用现有的聚合物膜制备的成熟工艺，避免了晶体材料膜制备中所面临的难度大、成本高、难放大等问题。因此，混合基质膜吸引了膜分离领域众多研究者的关注与研究。
3、无机填料尤其是多孔填料的加入，有效提高了聚合物的自由体积分数，减少了聚合物分子链段之间的缠结，降低了气体分子在膜中的传质阻力，从而很大程度上提高了混合基质膜的气体渗透性能。然而，由于界面相的存在，气体将选择填充物孔道和界面相通道中扩散阻力较小的一方进行渗透，因此界面相的状态直接影响填充物的工作效率。当界面相较小时，气体将在连续的填充物孔道内进行扩散，然而由于多孔材料的孔道开口有限，气体的传输路径可能被延长。当界面相较明显时，界面缺
4、为了提高混合基质膜的气体分离性能，填充物在基质内应提供兼具高气体渗透性和筛分性的低阻孔道结构，并可与聚合物基质发生较强相互作用以减小界面相尺寸。但是，无机/有机界面缺陷以及无机颗粒的团聚会通过影响气体扩散路径，导致膜分离性能降低。
5、分子筛是一种具有高分散性、低团聚的无机材料，特别是lta分子筛，往往具有外比表面积大、颗粒尺寸小、孔道口多、能较好发挥孔道特征、提高膜分离性能等特点。因此，lta分子筛在催化、分离、离子交换等领域得到广泛应用。但当前制得的lta分子筛多为1μm以上粒度的多孔材料，这限制了其孔道特征的有效发挥，特别限制了其在催化和吸附领域中的应用。因此，为了提高吸附和催化性能，lta分子筛需要具备如下性能：(1)具备更大的外比表面积以增加活性中心的数量；(2)颗粒尺寸的减小有利于反应物和产物的扩散，从而提高催化剂效率，使离子交换更容易发生；(3)具备更多的孔道口，以减少反应物堵塞孔道的可能性，延长催化剂运转周期，使离子交换在孔道中更充分进行。
6、并且，当前合成lta分子筛纳米晶的方法往往不同程度的存在着过程复杂、合成效率低、纳米分子筛不易从母液中分离收集、需要大量结构导向剂和矿化剂、合成成本高、排放大量废液污染环境等技术缺陷。这极大地限制了lta分子筛纳米晶的工业化生产及应用。
7、因此，开发一种绿色、简便lta分子筛纳米晶纳米晶的合成路线，将其用以合成混合基质膜用以解决无机/有机界面缺陷以及无机颗粒的团聚问题是有重要意义和价值的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术存在的无机/有机界面缺陷以及无机颗粒的团聚会通过影响气体扩散路径，导致膜分离性能降低的问题，及lta分子筛纳米晶合成过程复杂、合成效率低等问题，提供一种lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，通过这种方法制备出来的分子筛，具有高分散性、低团聚的特点，能够更好地发挥分子筛的孔道特征，这种分子筛在外比表面积、颗粒尺寸和孔道口数量等方面都具有优势，且将其作为填充物制备的混合基质膜可以有效降低界面缺陷及无机颗粒团聚的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，包括如下步骤：
3、将硅源、铝源、碱源和水混匀后烘干得到固体混合物；
4、将固体混合物磨碎后在蒸汽辅助下陈化与晶化得到结晶产物；
5、对结晶产物洗涤、干燥和煅烧处理得到lta型分子筛纳米晶；
6、将lta型分子筛纳米晶分散在聚合物基质溶液中得到铸膜液；
7、将铸膜液脱泡后成膜得到lta分子筛纳米晶混合基质膜。
8、进一步地，所述硅源、铝源、碱源和水以1:(0.1～1):(0.1～2):(20～800)的摩尔比混合均匀后在20～80℃的温度下烘干。
9、进一步地，所述硅源为白炭黑、多孔硅和硅溶胶中的一种或几种；
10、所述铝源为异丙醇铝、偏铝酸钠、氢氧化铝、三氯化铝和硫酸铝中的一种或几种；
11、所述碱源为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氨水和乙二胺中的一种或几种。
12、进一步地，所述固体混合物磨碎后在蒸汽辅助下陈化与晶化的步骤包括：
13、将固体混合物磨碎后移入开口玻璃容器中，将玻璃容器置于水热反应釜釜衬中，在釜衬中加入5～25ml去离子水；
14、对混合物陈化处理，陈化温度20～70℃，陈化时间1～12天；
15、对混合物晶化处理，晶化温度20～120℃，晶化时间1～8天。
16、进一步地，所述结晶产物的煅烧处理是在空气氛围下煅烧，煅烧温度为240～550℃，煅烧时间为3～12小时。
17、进一步地，所述聚合物基质溶液通过如下方法制得：
18、将无水乙醇与去离子水以(5～12):(1～6)的体积比混匀，在油浴条件下加热至60～120℃得到混合液；
19、按(1～10):(90～150)的固液质量比向混合液中加入聚合物基质，在60～120℃搅拌4～5小时得到聚合物基质溶液。
20、进一步地，所述聚合物基质为聚酰胺共聚醚或/和聚酰亚胺。
21、进一步地，所述lta型分子筛纳米晶分散在聚合物基质溶液中得到铸膜液的步骤包括采用超声与磁力搅拌使lta型分子筛纳米晶分散在聚合物基质溶液中，超声时间15～45min，磁力搅拌转速500～1000rpm/min，搅拌时间30～60min。
22、进一步地，所述铸膜液中lta型分子筛纳米晶的质量分数为1～40wt％。
23、进一步地，所述铸膜液脱泡后成膜得到lta分子筛纳米晶混合基质膜的步骤包括：
24、将铸膜液超声脱泡处理30～240min，然后静置5～15min；
25、将铸膜液倒在聚四氟乙烯平板上，置于40～80℃恒温烘箱中干燥12～24h；
26、再置于真空烘箱中抽真空保持12～24h，得到lta分子筛纳米晶混合基质膜。
27、本专利技术提供的一种lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，在合成lta分子筛纳米晶的过程中，无需引入有机模板剂，合成样品容易收集，产率高，分散性好，样品尺寸均匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述硅源、铝源、碱源和水以1:(0.1～1):(0.1～2):(20～800)的摩尔比混合均匀后在20～80℃的温度下烘干。
3.根据权利要求2所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述固体混合物磨碎后在蒸汽辅助下陈化与晶化的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述结晶产物的煅烧处理是在空气氛围下煅烧，煅烧温度为240～550℃，煅烧时间为3～12小时。
6.根据权利要求1所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述聚合物基质溶液通过如下方法制得：
7.根据权利要求6所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物基质为聚酰胺共聚醚或/和聚酰亚胺。
8.根据权利要
9.根据权利要求8所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述铸膜液中LTA型分子筛纳米晶的质量分数为1～40wt％。
10.根据权利要求9所述的LTA分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述铸膜液脱泡后成膜得到LTA分子筛纳米晶混合基质膜的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述硅源、铝源、碱源和水以1:(0.1～1):(0.1～2):(20～800)的摩尔比混合均匀后在20～80℃的温度下烘干。
3.根据权利要求2所述的lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于，所述固体混合物磨碎后在蒸汽辅助下陈化与晶化的步骤包括：
5.根据权利要求1所述的lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于：所述结晶产物的煅烧处理是在空气氛围下煅烧，煅烧温度为240～550℃，煅烧时间为3～12小时。
6.根据权利要求1所述的lta分子筛纳米晶混合基质膜的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：代岩，付佳辉，周永哲，郭明钢，杨晓航，
申请(专利权)人：大连理工大学盘锦产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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