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高等学校化学学报 2018年第12期39卷 2637-2643页

作者：郭亚楠宫淼淼窦新存中国科学院新疆理化技术研究所爆炸物安全科学自治区重点实验室环境科学与技术实验室中国科学院特殊环境功能材料与器件重点实验室乌鲁木齐830011

采用晶种浆料刮擦法在多孔α-Al_2O_3陶瓷管载体表面制备了连续致密的lta分子筛膜,并设计了基于致密分子筛膜的2,4,6-三硝基甲苯(TNT)爆炸物蒸气浓缩装置,利用分子筛孔径尺寸与TNT分子动力学半径的差异对TNT进行浓缩,提高密闭空间内TNT... 详细信息

采用晶种浆料刮擦法在多孔α-Al_2O_3陶瓷管载体表面制备了连续致密的lta分子筛膜,并设计了基于致密分子筛膜的2,4,6-三硝基甲苯(TNT)爆炸物蒸气浓缩装置,利用分子筛孔径尺寸与TNT分子动力学半径的差异对TNT进行浓缩,提高密闭空间内TNT分子的浓度.采用静态扩散和动态浓缩2种方式评价了lta型分子筛膜对TNT气氛的分离浓缩效果.

关键词： lta分子筛膜气氛浓缩 TNT爆炸物气氛

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离子交换lta分子筛膜的制备及其应用

离子交换LTA分子筛膜的制备及其应用

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作者：许粲宁波大学

学位级别：硕士

离子交换能很好地改变lta膜孔道结构的孔径,以提高其气体分离和液体分离性能。所以,离子交换lta分子筛膜的合成和分离性能研究具有重要的意义。本文利用铜离子交换lta膜中的钠离子可使孔径变大,增大通量,得到大通量的Cu-lta分子膜,并对... 详细信息

离子交换能很好地改变lta膜孔道结构的孔径,以提高其气体分离和液体分离性能。所以,离子交换lta分子筛膜的合成和分离性能研究具有重要的意义。本文利用铜离子交换lta膜中的钠离子可使孔径变大,增大通量,得到大通量的Cu-lta分子膜,并对其醇水分离性能进行测试与讨论。首先,利用不同浓度的醋酸铜离子溶液在不同反应温度下对lta分子筛膜进行离子交换不同时间,采用XRD、SEM、ICP对所得产物进行表征,得到最合适的离子交换条件。通过SEM,XPS以及XRD等表征手段对在最优条件下离子交换制备的Cu-lta分子膜进行形貌和成分的分析,通过渗透汽化对制备的Cu-lta分子膜进行醇/水分离处理。其次,测定了各种膜的醇/水分离性能。此外还考察了铯离子交换Cs-lta分子筛膜的气体分离性能。以下为本论文取得的主要研究成果:1.采用水热合成法,在氧化铝载体上成功制备出纯相、均匀、致密的lta型分子筛膜,膜厚约为3.0μm。对制备的lta型分子筛膜进行渗透汽化性能表征。2.通过大量正交实验,寻找到Cu-lta分子膜离子交换的最佳条件是用醋酸铜甲醇溶液在50℃的环境下交换5 h。故采用离子交换法,可在膜形貌不被破坏的前提下制备出厚度约为3.0μm的Cu-lta分子筛膜,对比离子交换前后的分子筛膜的渗透汽化性能表征,进料液为质量分数90%的乙醇水溶液,在30-75℃温度范围内,离子交换前后乙醇/水的分离系数均超过1000,在45-75℃,离子交换后水的渗透通量有明显提高。3.通过皂膜法对离子交换合成出的Cs-lta分子筛膜进行双组分气体分离测试,对H/CO,H/CH以及H/CH分离系数分别为7.8,5.3,12,离子交换后得到的Cs-lta分子筛膜对H/CO,H/CH以及H/CH的选择性均超过其努森扩散系数。皂膜法对H/CO混合气体在不同渗透压力差下对分离的影响进行了研究。从0.5 Bar到2.0Bar,H/CO混合气体的分离系数随着压力差的增加而增加。

关键词： lta分子筛膜渗透汽化气体分离铜离子交换铯离子交换

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分子筛膜的合成与分离性能研究

分子筛膜的合成与分离性能研究

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作者：陈芳格华东师范大学

学位级别：硕士

沸石分子筛具有规则的孔道结构和高的热稳定性,在催化反应、离子交换、吸附和分离等众多领域有广泛的应用前景。亲水性lta分子筛膜孔径介于醇与水之间,因此特别适合通过渗透气化用于醇水分离。为了合成致密的lta分子筛膜,除了预涂晶种... 详细信息

沸石分子筛具有规则的孔道结构和高的热稳定性,在催化反应、离子交换、吸附和分离等众多领域有广泛的应用前景。亲水性lta分子筛膜孔径介于醇与水之间,因此特别适合通过渗透气化用于醇水分离。为了合成致密的lta分子筛膜,除了预涂晶种二次生长、在微波或电场环境生长外,还可以通过对基底进行共价修饰的方法合成。由于FAU分子筛膜同样具有强亲水性,但比lta分子筛膜具有更高的稳定性。通过后修饰法将亲水lta和FAU分子筛膜改性成疏水膜用于油水分离。本论文就分子筛膜的合成和渗透气化分离、修饰改性和油水分离应用进行研究,主要研究结果如下:1、在聚乙烯亚胺(PEI)修饰的基底上无预涂晶种制备了致密的lta分子筛膜。通过PEI对基底进行功能化修饰,促进lta分子筛膜的生长,在α-AlO基底上制备出了厚度约3.0μm的纯相lta分子筛膜。通过PEI修饰,也可以在不锈钢片、不锈钢网、聚四氟乙烯等基底上制备出均匀致密lta分子筛膜。而且,还可以在PEI改性的α-AlO基底上制备致密FAU分子筛膜,表明该策略具有普遍性。在PEI修饰的α-AlO管上制备的lta分子筛膜具有优异的异丙醇/水、乙醇/水、甲醇/水分离性能。温度为90℃时分离10 wt%的异丙醇/水溶液,水通量为1.73 kg·m·h,水/异丙醇分离系数为44991。2、通过全氟辛基三乙氧基硅烷对lta分子筛进行修饰改性,得到疏水lta分子筛F-lta,其水接触角从0提高到132°。随后,通过全氟辛基三乙氧基硅烷对在不锈钢网上生长的lta分子筛膜进行修饰改性,得到不锈钢网(SSN)担载的疏水lta分子筛膜SSN@F-lta膜。该膜对二氯甲烷/水、石油醚/水、煤油/水、正己烷/水油水混合物具有优异的分离性能,分离效率均超过99.0%,油通量大于40,000 L·m·h。并且,在连续50次己烷/水混合物的分离测试中,分离效率保持在99.2%以上。3、FAU分子筛膜的稳定性高于lta分子筛膜,在苛刻的油水分离条件下有更广的适用范围。首先,通过全氟辛基三乙氧基硅烷对FAU分子筛进行修饰改性,得到疏水FAU分子筛F-FAU,其水接触角从15°提高到132°。随后,通过全氟辛基三乙氧基硅烷对在不锈钢网上生长的FAU分子筛膜进行修饰改性,得到不锈钢网担载的疏水FAU分子筛膜SSN@F-FAU膜。该膜对二氯甲烷/水、石油醚/水、煤油/水、正己烷/水油水混合物具有优异的分离性能,分离效率均超过98.8%,油通量大于50,000 L·m·h。并且,在连续50次己烷/水混合物的分离测试中,分离效率保持在99.0%以上。

关键词： lta分子筛膜 FAU分子筛膜渗透气化油水分离

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