一种高度取向分子筛膜的制备方法

摘要

本发明属于无机膜制备技术领域，具体涉及到在玻璃、单晶硅片、石英、铝箔或铝合金等基底表面制备高度取向的Silicalite-1、ZSM-5、AlPO4-5或LTA等分子筛膜的方法。其是通过表面溶胶-凝胶方法，采用含有金属醇盐的无水稀溶液对基底进行修饰，在基底表面形成厚度在分子水平可控的单一或混合金属氧化物薄膜，进而改变基底的化学组成和表面羟基的活性，调变其与分子筛晶粒的不同晶面的反应活性，来制备低缺陷甚至无缺陷、高覆盖度和高度取向的分子筛膜。

主权项

一种高度取向分子筛膜的制备方法，其步骤如下：(1)将0.5～0.8g金属醇盐加到7～12mL钠丝处理过的无水甲苯中，搅拌5～10min；然后加入7～12mL无水甲醇，搅拌5～10min，形成透明溶液；(2)对基底表面进行清洗处理：金属类基底，是将基底分别在家用洗洁精、无水乙醇、丙酮中超声20～50min，然后在氮气中吹干；对于非金属基底，是将基底分别在家用洗洁精、无水乙醇、丙酮中超声20～50min，氮气吹干后在体积比3∶1的浓硫酸和过氧化氢的混合溶液中，100℃加热30～50min来生长羟基，最后用去离子水洗去基底表面多余的酸，经无水乙醇多次冲洗后用氮气流吹干；(3)将表面清洗处理过的基底放入到配好的透明溶液中，超声处理5～10min，然后静止3～5min；将基底取出，马上放入过量的无水乙醇中洗涤3～5次，除去表面多余的金属醇盐，然后用氮气吹干；再将基底放入30～50mL蒸馏水中1～5min，使金属醇盐完全水解，然后用无水乙醇洗涤2～5次，最后用氮气吹干；(4)重复步骤(3)1～20次；(5)将步骤(4)得到的基底垂直放入装有分子筛母液的反应釜中，140～180℃温度条件下水热晶化1～60h；(6)然后将基底取出自然冷却并用蒸馏水洗至中性，100～120℃温度条件下干燥后在空气气氛中以0.5～2K/min的升温速率升至500～600℃，并保持5～10h，以除去分子筛膜孔内的有机物，从而得到高度取向的分子筛膜；其中，基底为玻璃、单晶硅片、石英、铝箔或铝合金；分子筛母液为制备Silicalite‑1、ZSM‑5、AlPO4‑5或LTA分子筛的母液；金属醇盐为Ti(OBun)4、Zr(OPrn)4、Al(OBus)3、Fe(OEt)3、Ge(OMe)4、Mg(OMe)2、Si(OMe)4、Nb(OEt)5、Ta(OEt)5、Sn(OEt)4、W(OEt)6、MoO2(OEt)2、Pb(OPri)2、Bi(OEt)3或VO(OPri)3。