微波輔助二次生長合成SAPO-34分子篩膜及其CO2-CH4分離性能研究.pdf

1、SAPO-34分子篩及分子篩膜因具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)、獨特的形狀選擇性和中等強度酸性，以及良好的熱穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性而被廣泛應用于甲醇制烯烴（MTO）等催化反應和CO2/CH4等混合氣體分離過程。
　　本文首先運用二次生長法，在微波加熱作用下合成了隨機取向 SAPO-34分子篩膜，研究了晶種層、載體放置方式和加熱方式等因素對分子篩膜合成的影響。實驗結(jié)果表明：晶種層顆粒尺寸影響分子篩膜表面平整度，晶種尺寸小于1

2、μm時所得分子篩膜表面較平整；載體放置方式對分子篩膜表面相純度和顆粒交聯(lián)有重要影響，合成液中晶種層豎直向上放置時所得分子篩膜為純 SAPO-34分子篩膜而且分子篩膜表面顆粒交聯(lián)良好；微波加熱時間為4 h并且老化時間為24 h時能夠得到表面顆粒交聯(lián)良好的分子篩膜；加熱方式對分子篩膜的薄厚有顯著影響，膜的厚度從傳統(tǒng)水熱的5μm減少到微波加熱的1.5μm。微波加熱所得分子篩膜在CO2/CH4分離過程中隨著分離壓差的升高，分離因子逐漸下降；在3

3、03 K和138 kPa條件下CO2滲透率為6.6×10-7mol?m-2?s-1?Pa-1，CO2/CH4分離因子為81。
　　其次，通過微波輔助二次生長法合成出了擇優(yōu)取向 SAPO-34分子篩膜，探究了水含量、老化時間、合成液加料順序等對分子篩膜合成的影響。研究結(jié)果表明：水含量對分子篩膜表面顆粒形貌沒有太大影響，隨著水含量的增加SAPO-34分子篩膜的厚度從1.5μm增加到1.7μm；老化時間對分子篩膜的制備起著重要作用，老化