微结构可控的MFI型分子筛膜制备及性能研究

发布时间：2024-06-30 01:22

　　分子筛膜是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐晶体,具有在分子识别能力、耐高温、高机械强度、抗化学腐蚀等特点,使其在分离、膜催化应用和防腐材料等领域具有无可比拟的优势。MFI型分子筛孔道尺寸与工业上多种重要物质的分子动力学直径相当,使其分子筛膜在“分子筛分”领域具有广泛的应用;其晶体具有各向异性的二维孔道结构,不同取向的MFI型分子筛膜分离性能差异较大;其骨架亲疏水性可调,使其在共沸液体分离领域具有优势;未经焙烧的高硅MFI型分子筛膜可以阻挡所有气体、耐强酸(除HF),使其在金属防腐膜领域前景广阔。因此,MFI型分子筛膜的开发受到广大研究者的关注。MFI型分子筛膜的微观结构与性能具有密切关联,如任意取向的MFI型分子筛膜煅烧过程中容易产生非选择性缺陷降低膜层的“分子筛分”选择性,而取向性分子筛膜可以减少由于不同晶面膨胀系数导致煅烧过程中非选择性缺陷的形成。目前微观结构可控的MFI型分子筛膜的制备是一个巨大挑战,例如有的制备条件要求苛刻,特殊模板剂的合成成本较高;有的合成液具有腐蚀性,对载体要求比较高。因此,分子筛膜结构的有效调控和绿色制备的研究具有重要的学术意义和实际应用价值。本论文主要围绕...

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１２０１２－２０２２年美国分子筛市场规模（十亿美元）??

被广泛应用于催化反应、吸附分离、离子交换、半导体材料、医疗等领际上将多孔材料按照孔径（ｄ）大小分为三类：ｌ）ｄ＜２ｎｍ的材料为微孔材ｏｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ）；２ｎｍ＜ｄ＜５０ｎｍ?的材料称为介孔材料（ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｍａｔｅｒｉａｌｓ的材料称之为大孔材料（ｍａｃｒｏ....

图１．２分子筛次级结构单元（ＳＢＵ）及其符号（多边形顶点代表四面体原子）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?Ｂｕｉｌｄｉｎｇ?Ｕｎｉｔｓ?（ＳＢＵ’ｓ）?ｉｎ?Ｚｅｏｌｉｔｅｓ?（Ｔｈｅ?ｃｏｍｅｒ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ??ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ?ａｔｏｍｓ）??

?器、分子电子学、非线性光学等领域也有应用，极大的促进了工业发展与人类进步??（如图１．１所示）［７—９］。??沸石分子筛是无机微孔材料，以［Ｔ〇４］四面体基本结构单元构成骨架，中心原子??Ｔ最常见的是Ｓｉ、Ａ１元素，也可以是其他元素，如Ｔｉ、Ｂ、Ｂｅ、Ｐ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｖ?....

图１．３?ＭＦ１型分子筛结构组部：ａ五元环次级结构单元；ｂ由次级结构单元联组成??

应、二甲醚制丙烯反应等反应的催化剂或者催化剂载体［７，１Ｑ，１１］。ＭＦＩ型分子筛结构单??元如图１．３?ａ所示，由八个五元环构成；基本结构单元通过共边交联形成ｐｅｎｔａｓｉｌ链??型次级结构单元（图１．３ｂ）?，ｐｅｎｔａｓｉｌ链通过共氧键连接最终形成具有各向异性的三??维孔道....

图１．５膜分离过程中温度效应影响示意图［２４】??

直径小于ＭＦＩ型分子筛孔道直径时，在低温条件下优先吸附是决定分子筛膜分离性??能的关键；高温条件下，扩散是分子筛膜分离的控制步骤［２４］。不同的分离机理经常受??到操作条件的影响，如图１．５所示。??Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ?Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?Ｃｏｎｔｒｏｌｌ....

本文编号：3998183