硅烷辅助的反渗透法制备FAU型沸石膜的研究开题报告

 2022-04-23 06:04

1. 研究目的与意义

背景:
沸石是一种具有规则孔道结构的晶体,而且耐高温、抗化学和生物腐蚀、机械强度高,所以在分离、催化等方面具有很好的发展前景. 而将沸石制备成厚度为微米级的薄膜可以实现分子的分离,即根据分子大小的不同实现分离。

对于沸点接近或具有共沸点的混合物的分离,传统的精馏、萃取等技术能耗较大,且操作复杂. 而沸石由于孔道大小与大多数分子的大小接近,可以利用分子筛分的原理分离上述的混合物体系。

目的:
近年来无机膜,特别是陶瓷膜和陶瓷基复合膜作为新型的膜材料,在近十年来发展迅速,引起了工业领域的广泛关注。

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2. 研究内容和预期目标

沸石分子筛膜由于具有均一的孔道、高的热稳定性和化学稳定性,在膜分离领域应用较多。

fau型沸石膜又称八面沸石膜,是沸石分子筛膜中很重要的一种。

fau型沸石膜包含nax和nay型沸石膜两种,通常x型沸石膜的si/al=1~1.5,y型沸石膜的si/al1.5。

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3. 研究的方法与步骤

主要研究方法:
水热合成法
步骤:
1、查找文献,找到恰当的配比,配成溶液,搅拌5小时,放入反应釜,置于100℃的烘箱中烘干12小时,取出,用去离子水洗至中性,烘干。

2、将打磨清洗后的光滑大孔α-al2o3载体表面用3-氨丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyl trimethoxysilane, ap-tms)进行处理,使载体表面均匀吸附一层ap-tms分子,随后在其上制备晶种层,使ap-tms作为偶联剂连接fau沸石晶种与α-al2o3载体,形成均匀的致密的单层晶种层,高温焙烧后将载体管两端密封进行第一次水热合成,为了减少沸石膜的缺陷,此晶化步骤采用变温合成法(140℃-100℃),严格控制合成液配比、陈化温度和时间、晶化温度和时间等操作参数。

3、对一次合成后的膜进行缺陷测试,如果存在超过孔道大小的裂缝或针孔,则进行第二次水热合成。

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4. 参考文献

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5. 计划与进度安排

1. 2022-2-29~2022-3-11 查阅文献,了解论文的研究内容,确定合成原料、合成方法,筹备实验药品和装 置,并完成外文翻译及开题报告;
2. 2022-3-12~2022-5-20 制备FAU型沸石晶种及FAU型沸石膜,并采用SEM和气体渗透测量进行表征,确定 最佳的合成条件;
3. 2022-5-21~2022-6-05 撰写论文,提交指导教师审阅,论文查重;
4. 2022-6-06~2022-6-17 修改论文,制作答辩PPT等,准备答辩

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