MFI型沸石分子篩膜製備與應用

2020-12-04 沸石百科

作為沸石分子篩膜的重要組成部分,MFI型沸石分子篩膜具有孔徑均一、矽鋁比可調、耐高溫、耐腐蝕等特性,並且具有較高的矽鋁比,在催化反應、滲透蒸發、氣體分離等方面均有著廣闊的應用前景。由於其在提純方面有著十分明顯的效果,因此被業內譽為最具發展潛質的沸石分子篩膜。

MFI型沸石膜因其具有與常規分子大小相近的孔半徑和高的熱穩定性及化學穩定性,已成為分子篩膜研究的熱點和首選對象。與其它類型分子篩膜相比,MFI型沸石膜更加容易製備,合成條件寬鬆,很少發生轉晶,雜晶。同時,相對而言,MFI型分子篩膜的缺陷比其它類型的分子篩膜少,更有可能在氣體分離等一些重要領域得到應用。因此需要使用TEOS和TPAOH為原料合成MFI沸石膜,使用常用的一些表徵手段如XRD、SEM檢測膜的性質。

製備實驗中所用的載體為外徑13.0mm,內徑8.0mm的僅.A1203管式材料,長75.0mm,平均孔徑為51am。由於載體表面比較粗糙,且有可能吸附微量的雜質,故無法直接在其表面合成分子篩膜,需要進行打磨以使表面平整。依次用600,800及1200的砂紙進行打磨,然後用超聲波震蕩清洗,除去孔內殘留的砂紙顆粒,再分別用稀鹽酸、氫氧化鈉溶液和無水乙醇浸泡,以除去吸附在上面的各種雜質,最後放入馬弗爐中程序升溫至500℃焙燒12h,待溫度降到室溫後移至150℃烘箱烘乾備用。

從SEM照片可以看出當溫度升高後,MFI沸石晶體粒徑增大,晶體形貌也有改變,粒徑分布變大,由規則的六邊形轉化為不規則的長四邊形。研究表明,晶體晶化過程分為成核期和生長期兩個階段,反應過程中分別需要成核活化能和生長活化能,根據反應動力學,相同時間下升溫能加快反應速率,導致晶粒變大。

沸石分子篩膜在物質分離、膜反應、催化、傳感器、微電子、導體等諸多領域都有廣泛地應用。MFI型沸石膜因其獨特的組成和性能,在醇/水、醇/醇分離方面有著廣闊的應用前景。另外,MFI型沸石分子篩在光學和光催化方面也有著其獨特的作用。

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