T型分子筛膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种T型分子筛膜的制备方法，其包括如下步骤：支撑体预处理：将多孔支撑体经砂纸打磨平整、冲洗干净后，置入装有蒸馏水的烧杯中并在超声清洗器中洗涤，待干燥后涂敷T型分子筛晶种以备用。T型分子筛膜的合成：将硅源、铝源、碱和水按一定的配比混合而成均匀溶胶，制成的溶胶成牛奶状。溶胶老化一段时间之后，倒入反应釜中，将涂有T型分子筛晶种的支撑体竖直放入反应釜中，并保证溶胶的液面高于支撑体。于100~150°C下晶化一定时间。反应结束后，将T型分子筛膜取出并擦去表面附着的溶胶和晶粒，用水反复冲洗至中性，将合成的膜烘干。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种T型分子筛膜的制备方法，其包括如下步骤：支撑体预处理：将多孔支撑体经砂纸打磨平整、冲洗干净后，置入装有蒸馏水的烧杯中并在超声清洗器中洗涤，待干燥后涂敷T型分子筛晶种以备用。T型分子筛膜的合成：将硅源、铝源、碱和水按一定的配比混合而成均匀溶胶，制成的溶胶成牛奶状。溶胶老化一段时间之后，倒入反应釜中，将涂有T型分子筛晶种的支撑体竖直放入反应釜中，并保证溶胶的液面高于支撑体。于100~150°C下晶化一定时间。反应结束后，将T型分子筛膜取出并擦去表面附着的溶胶和晶粒，用水反复冲洗至中性，将合成的膜烘干。【专利说明】
本专利技术属于沸石分子筛领域，具体涉及一种。
技术介绍
研究表明分子筛的催化、吸附及分离性能在很大程度上取决于分子筛的尺寸和形貌。近年来，人们越来越多的关注于晶粒尺寸、形态和取向的精确控制。在所有沸石分子筛中，由于MFI型分子筛具有独特的孔道结构且应用广泛，目前的研究主要集中于此。MFI型沸石分子筛膜制备方法主要有水热合成法、微波加热合成法以及气相转移法。微波加热方式在溶剂存在的前提下，也能够控制silicalite-1分子筛的形貌。常规水热合成条件下只有通过添加辅助物质，如聚电解质、淀粉，才可实现silicalite-1分子筛晶粒自组装生长。在具有MFI型拓扑结构的分子筛中，TS-1 (titanium silicalite-1)分子筛比silicalite-1的应用更加广泛。纤维状的TS-1分子筛疏水性更高，直孔道更长，使得进行催化反应时，该孔道具有更好的选择性和择形分离性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的问题和缺陷，提供一种。本专利技术通过以下方案来实现:一种T型分子筛膜的制 备方法，其包括如下步骤:支撑体预处理:将多孔支撑体洗涤干净，待干燥后涂敷T型分子筛晶种。T型分子筛膜的合成:将硅源、铝源、碱和水混合而成均匀溶胶，制成的溶胶成牛奶状。溶胶老化之后，倒入反应釜中，将涂有T型分子筛晶种的支撑体竖直放入反应釜中。于10(T150° C下晶化。反应结束后，将T型分子筛膜取出、冲洗、烘干。优选地，所述硅源为硅溶胶、硅酸钠、白炭黑或硅微粉。优选地，所述支撑体可以为莫来石、氧化铝、氧化硅、氧化锆或不锈钢。优选地，所述支撑体的形状可以为管状、平板状、方柱状、中空纤维或者蜂窝状。优选地，所述T型分子筛晶种为毛沸石或菱钾沸石。优选地，所述铝源为氢氧化铝、铝酸钠或铝片。优选地，硅源、铝源、碱和水的摩尔比为=ISiO2: (0.045-0.055)Al2O3: 0.233Na20:0.077K20: (11.7-20)H20。优选地，所述晶化时间为12h_48h。优选地，所述老化时间为12h_48h。上述方法制得的T型分子筛膜。本专利技术的T型分子筛渗透汽化膜反应器与有关报道的NaA分子筛渗透汽化膜，及其它类似的分子筛渗透汽化膜相比，具有以下特点:I)采用常规水热合成方法，不添加任何辅助物质，通过控制合成条件，实现T型分子筛沿着b轴向面层状堆积生长，形成纤维状结构。2)通过提高膜合成反应温度，促进了 T型分子筛膜的结晶，提高了晶体层的结晶度，获得了致密T型分子筛膜。3)该T型分子筛膜在多种水/有机物体系中(如水/甲醇、水/乙醇、水/异丙醇、水/正丙醇、水/乙酸、水/丙酮、水/醛和水/DMF)具有良好的分离选择性。4)合成的T型分子筛膜在有机酸如一定浓度的醋酸体系中具有较好的稳定性。而在强酸性体系如HCl溶液中，膜层腐蚀严重。膜组件和反应器的不同组合和不同的反应流型，理论上将渗透汽化膜反应器简化成6种模型。【专利附图】【附图说明】图1是T型分子筛膜的制备流程示意图。图2是渗透汽化实验室检测装置。图3是T型分子筛膜、晶种、莫来石支撑体和负载晶种的撑体的XRD图，(a)莫来石管；(b)负载菱钾沸石晶种的莫来石管；(c)反应12h后的T型分子筛膜；(d)反应30h后的T型分子筛膜；(e)菱钾沸石晶种。图4是支撑体、负载晶种的支撑体和分子筛膜的SEM图，(a)莫来石支撑体；(b)负载晶种的支撑体；(c)、(d)合成30h的分子筛膜。图5为纳米晶种、涂敷纳米晶种的莫来石管和合成时间为15h的膜的SEM图。图6 为 T 型分子筛晶种 SEM 图:(a) Seed A; (b) Seed B 和(c) Seed C。图7采用不同晶种合成T型分子筛膜的表面SEM图。图8为采用不同晶种合成T型分子筛膜的断面SEM图。图9为不同反应温度下合成膜的SEM图。图10为H20/Si02为14时合成T型分子筛膜的SEM图。图11为H20/Si02为17时合成T型分子筛膜的SEM图:(a)表面和(b)断面。图12为H20/Si02为25、合成36h得到T型分子筛膜的SEM图:(a)表面和(b)断面。【具体实施方式】一种T型分子筛膜的制备:支撑体预处理:将多孔支撑体经砂纸打磨平整、冲洗干净后，置入装有蒸馏水的烧杯中并在超声清洗器中洗涤，待干燥后涂敷T型分子筛晶种以备用。T型分子筛膜的合成:本专利技术采用采用二次晶种法合成T型分子筛膜。首先将硅源、铝源、碱和水按一定的配比混合而成均匀溶胶，制成的溶胶成牛奶状。溶胶老化一段时间之后，倒入反应釜中，将涂有T型分子筛晶种的支撑体竖直放入反应釜中，并保证溶胶的液面高于支撑体。于10(T150° C下晶化一定时间。反应结束后，将T型分子筛膜取出并擦去表面附着的溶胶和晶粒，用水反复冲洗至中性，将合成的膜烘干。T型分子筛膜的制备流程不意图如图1所示上述支撑体预处理步骤中，所用的支撑体可以为莫来石、氧化铝、氧化硅、氧化锆或不锈钢，支撑体的形状可以为管状、平板状、方柱状、中空纤维或者蜂窝状，优选管状支撑体。所用的T型分子筛晶种为毛沸石和菱钾沸石。T型分子筛膜的合成步骤中，硅源为硅溶胶、硅酸钠、白炭黑或硅微粉，优选硅微粉。招源为氢氧化招、招酸钠或招片，优选氢氧化招。碱为氢氧化钠(NaOH)和/或氢氧化钾(Κ0Η)。当碱为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物时，制得的溶液的摩尔比为:ISiO2: (0.045-0.055) Al2O3: 0.233Na20: 0.077K20: (11.7-20) H2O实施例1一种T型分子筛膜的制备，其包括以下步骤:支撑体预处理:将莫来石管用800目砂纸打磨平整、冲洗干净后，置入装有蒸馏水的烧杯中并在超声清洗器中洗涤30s，待干燥后涂敷菱钾沸石晶种以备用，平行制备10个。该菱钾沸石晶种的平均粒径为2.5 μ m。二次晶种法合成T型分子筛膜:将0.8mol KOH和2.3mol NaOH溶于120mol的去离子水中，加入IOmol硅微粉，0.5mol氢氧化铝。混合均匀后，形成溶胶。溶胶老化24h之后，倒入不锈钢反应釜中，将涂有菱钾沸石晶种的莫来石管竖直放入不锈钢反应釜中，并保证溶胶的液面高于莫来石管。制备10个上述样品，于100° C下分别晶化2h、6h、12h、24h、30h (5个样)、48h。反应结束后，将T型分子筛膜取出并擦去表面附着的溶胶和晶粒，用水反复冲洗至中性，将合成的膜置于IOOoC下烘干。上述制得的T型分子筛膜通过渗透汽化表征装置进行表征，该渗透汽化表征装置如图2所示。渗透汽化性能用分离因子(α )和通量(Q)表示。α =仏/%)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种T型分子筛膜的制备方法，其包括如下步骤：支撑体预处理：将多孔支撑体洗涤干净，待干燥后涂敷T型分子筛晶种；T型分子筛膜的合成：将硅源、铝源、碱和水混合而成均匀溶胶，制成的溶胶成牛奶状；溶胶老化之后，倒入反应釜中，将涂有T型分子筛晶种的支撑体竖直放入反应釜中；于100~150°C下晶化。反应结束后，将T型分子筛膜取出、冲洗、烘干。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文甦，
申请(专利权)人：南雄长祺化学工业有限公司，
类型：发明
国别省市：