菱沸石分子筛膜的合成调控与气体分离研究进展

作     者：李子宜 章佳佳 邹小勤 左家玉 李俊 刘应书 裴有康 LI Ziyi;ZHANG Jiajia;ZOU Xiaoqin;ZUO Jiayu;LI Jun;LIU Yingshu;PUI David Youhong

作者机构：北京科技大学能源与环境工程学院北京100083 东北师范大学化学学院长春130024 香港中文大学(深圳)理工学院深圳518172 明尼苏达大学机械工程系美国明尼阿波利斯55455 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2021年第36卷第6期

页      面：579-591页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(21808012) 中央高校基本科研业务费(FRF-IDRY-19-025) 

主　　题：分子筛膜 菱沸石 合成制备 表面化学调控 气体分离 综述 

摘      要：菱沸石(Chabazite,CHA)分子筛膜因其八元环小孔(0.38 nm)三维孔道结构、可调的表面特性、较高的材料稳定性与制备可重复性,在轻质气体分离方面具有优异性能,近年来逐渐成为分子筛膜研究热点之一。本综述介绍了两种CHA分子筛膜(SAPO-34膜、SSZ-13膜)的基本特性,对比了CHA分子筛膜的合成方法(原位合成法、二次生长法、微波加热法)优缺点及其应用现状,并重点针对主流的二次生长法制备SSZ-13膜与SAPO-34膜过程中关键条件对薄膜质量的影响规律进行了详细阐述,包括铺种条件(载体种类、晶种类别、铺种方式),水热合成条件(晶化时间、晶化温度、含水量、硅铝比、模板剂、阳离子种类)与煅烧方式(常规煅烧、分段煅烧、快速热处理),经细化分析总结出上述两种膜的优选合成条件;并进一步汇总了CHA分子筛膜表面化学调控(硅铝比调控、阳离子交换、杂原子替换、氨基功能化、表面修饰)对气体分离增强的策略,总结了CHA分子筛膜在各种气体体系中的分离特点与单组分气体渗透特性。最后,对CHA分子筛膜今后的发展和应用前景进行了展望。