分子筛及其膜进展要素.ppt

分子筛膜及其应用 主要内容 膜是两相之间存在的一个界面、具有透过选择性的屏障、把体系分隔为两相的一层很薄的阻挡层。 膜是指在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用. 一般膜的结构组成形式 Pd 膜 致密金属膜 致密膜 Ag 膜 致密固体电解质膜 无机膜 多孔炭膜 多孔金属膜 多孔膜 多孔陶瓷膜 分子筛膜 (沸石膜） 金属有机骨架（MOF）膜 聚砜膜 有机膜 硅橡胶膜 聚酰胺膜 ??????? 膜主要应用方面分类 ※常用沸石的主要类型 ◆ A型沸石：0.3-0.5nm ◆ ZSM-5型沸石：Silicalite-1、ZSM-5型：0.5-0.6nm ◆杂原子型沸石：Ti-SiZSM-5、Fe-ZSM-5、V-ZSM-5 ◆八面沸石：X、Y型沸石：0.6-0.8nm ◆丝光沸石：MOR: 0.6nm； ◆ β沸石：0.6-0.7nm； ◆ MCM系列沸石：MCM -41、MCM-48型: 2-20nm ※沸石分子筛的性能： 吸附特性：具有很高的吸附量和独特的择形吸附性 能—干燥剂和吸附剂。 离子交换性：沸石骨架带电荷，平衡阳离子可以交 换并产生酸中心或碱中心 — 催化剂。 孔道择形性：孔结构可裁剪和调变—择形催化剂。 再生性能：吸附剂或催化剂失活后可重现。 ※沸石分子筛的应用： 主要应用于分离领域、催化领域。 ※沸石分子筛的应用典型类型 ◆ 吸附分离净化（A, X） ◆催化裂化（Y型沸石） ◆润滑油脱蜡（A、ZSM-5） ◆芳烃相互转化（ZSM-5） ◆甲醇转化制烯烃（ZSM-5, SAPO-34) ◆精细有机化学品合成 (杂原子ZSM-5） ◆低碳烃芳构化制芳烃(ZSM-5) ※择形催化的反应类型与应用选择： 煤/天然气经甲醇制乙烯新技术的深远意义： 沸石分子筛膜是指由沸石生长形成连续的无缺陷的无载体膜或有载体的膜。 沸石膜：载体膜和自支撑膜（非担载膜）; 由于沸石膜继承了分子筛的特点，使得它具有沸石分子筛本身的因有特性，如孔径均一性、离子交换性、酸碱性、耐高温等性质。因此，沸石膜可作为反应和分离等功能新材料。 ※主要研究的沸石膜类型 ◆ A型沸石膜（0.3-0.5nm) ◆ MFI型沸石膜：Silicalite-1型、ZSM-5型 ◆杂原子型沸石膜：Ti-SiZSM-5、Fe-ZSM-5 （0.5-0.6nm) ◆八面沸石膜：X、Y型沸石膜（0.6-0.8nm) ◆β沸石膜（0.6-0.8nm) ◆丝光沸石膜：MOR ◆MCM沸石膜：MCM -41型、MCM-48型。 沸石分子筛膜的合成制备方法 ※沸石膜最常用的合成方法有以下几种： ◆原位水热合成法（In situ synthesis) ◆晶种涂层合成法 (Seeded scondary synthesis) ◆填埋沸石法（嵌入法） ◆气相合成法 ◆微波加热法 ◆其他修饰合成方法 包括两步: （1） 预涂纳米级晶种层（pre-seeding ）； （2） 膜生长（membrane regrowth ). 制膜的电镜观察图※ ?-Al2O3陶瓷载体的表面形貌 ※纳米沸石晶种的形貌 ※晶种涂层二次合成法的A沸石膜结构 （1）不同晶种涂层二次合成法的Silicalite-1沸石膜 结论: ※晶种大小和涂层效果决定沸石生长成膜好坏；