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钛硅分子筛(TS-1)膜的制备及应用

赵宏社

  钛硅分子筛(TS-1)膜做为一种优异的膜材料,不仅具备无机膜材料良好的热、化学稳定性和机械强度,而且具有沸石膜材料独特的孔道结构,钛元素的引入还使其具有了优异的择形催化活性,因而在膜分离、膜催化和膜反应器等方面具有广阔的应用前景,对于有H2O2参与的一系列绿色无污染的有机物择形氧化反应有良好的作用。因此,TS-1分子筛膜的制备和应用具有重要的研究意义。 本文首先配制出几种不同组成的合成液,分别采用传统水热合成法和微波辐射加热法制备出几种不同的TS-1分子筛颗粒,通过XRD、FT-IR、SEM、UV-Vis等测试手段对合成的TS-1分子筛颗粒的大小、形貌和钛物种的存在形式进行了表征,选择出形貌和催化活性均适合做为晶种的TS-1分子筛颗粒。然后采用晶种法(二次合成法)在α-Al_2O_3载体制备出了完备性较好的TS-1分子筛膜。同时,还尝试采用相近但易于制备且成本低的纯硅分子筛颗粒为晶种,以同样的方法在α-Al_2O_3载体制备出完备性较好的TS-1分子筛膜。实验首先确定了初步的合成液配比和制备过程,然后根据SEM、FT-IR、XRD、UV-Vis等表征手段和完备性检测设备对膜的相关性能进行检测,考察了不同晶种及分散过程、不同生长液组成、晶化时间等因素对于TS-1膜结构和性能的影响,最终确定出综合性能较好的合成液组成和制备过程。最后还尝试了以纯硅(Sil-1)分子筛为晶种,按照同样的方法制备出了连续性和致密性较好的TS-1分子筛膜,相关的表征和检测手段表明,这两种不同晶种制备的TS-1分子筛膜的结构和性能相近。 最后,根据TS-1分子筛膜与纯硅分子筛膜相似的结构和高疏水性特点,将TS-1分子膜应用于CO_2/ N_2双组份气体分离实验和渗透汽化分离低浓度乙醇/水混合液领域,探讨了TS-1膜在渗透汽化分离方面的应用。……   
[关键词]:钛硅分子筛(TS-1)膜;水热合成;微波辐射加热;晶种法;渗透汽化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津大学2010年