多孔玻璃表面原位水热合成b轴取向MMFI型分子筛膜
2014-03-28李显明王正宝
彭 勇,李显明,张 林,王正宝
(浙江大学化学工程与生物工程学系,教育部膜与水处理技术工程中心,浙江 杭州 310027)
沸石分子筛膜由于具有规则的的分子尺寸的孔道、高的热稳定性以及抗腐蚀性等优点,因此得到到了广泛的研究。其中MFI型分子筛膜由于其孔道尺寸与许多化学工业中重要的有机物质的尺寸相近,因此此引起了人们的广泛兴趣。MFII型分子筛晶体具有三维的立体结构[1],如图1所示,其孔道体系由0.56 nm×00.53 nm的直孔道和和0.55 nm×00.51 nm的之字形孔道组成。

图1 MFI型分子筛晶体的孔道体系[1]Fig.1 The chanel system of MFI zeolite cystal[1]
从该孔道结构可以以看到,分子从b轴方向通过时所经过的路程最短,沿b轴方向直孔道的孔径大于a轴方向上之字形孔道的的孔径,对分子的传质阻力也较小。显然,当b轴取向的MMFI型分子筛晶体在支撑体表面相互连生成膜,垂直于支撑体的b轴方向上的直孔道最为通畅,有利于分子的扩散。因此,b轴取向MMFI型分子筛膜这一特殊结构的分子筛膜已经成为膜领域的研究热点[1-20]。
原位水热合成法最先应用于b轴取向MFI型分子筛膜的合成。Wang等[2]采用该方法,详细研究了四丙基氢氧化铵(TPAOH)/NaOH/四乙氧基硅烷(TEOS)/H2O体系的配比对所合成MFII型分子筛膜的取向的影响,得到了合成液组成与膜层取向的关系图,经过优化后的合成液配比为0.32TPAOH:1TEOS:1665H2O。采用该配方,可以在不锈钢片、铝合金片等致密载体表面得到连续致密的b轴取向MFI型分子筛薄膜[3]。
但是,原位水热法对载体的要求较高,载体的表面平整度、表面基团等均对膜的取向有较大影响。……
