Ti-Beta分子筛膜制备方法及其在有机物分离中的应用

摘要

本发明提供了一种Ti-Beta分子筛膜的制备方法及其在有机物分离中的应用。其特征是在多种材质的管状支撑体(莫来石或氧化铝或不锈钢)上，采用静态水热合成方法制备出了致密、连续、具有很好择形分离效应的Ti-Beta分子筛膜；采用纳米Ti-Beta晶体作为晶种，溶胶配比在较大的范围内均能制备出高性能的Ti-Beta分子筛膜，溶胶配比范围为：SiO2/TiO2＝10～150、(TEA)2O/SiO2＝0.05～0.45、Na2O/SiO2＝0.03～0.25、H2O/SiO2＝8～150。制备得到的Ti-Beta分子筛膜中钛原子进入分子筛骨架结构，Ti-Beta分子筛膜中钛元素与硅元素的质量比为0.001～0.1的范围，适合从甲醇/碳酸二甲酯混合体系中分离甲醇的要求。在优化条件下制备的Ti-Beta分子筛膜在60℃、甲醇/碳酸二甲酯(50/50mol％)体系的通量和分离因子分别大于0.40kg/m2.h和270。

主权项

一种Ti-Beta分子筛膜的制备方法，其特征是采用Ti-Beta晶体作为晶种，诱导在支撑体上形成Ti-Beta分子筛膜，其制备按如下步骤：1)纳米Ti-Beta分子筛晶种制备：以正硅酸乙酯或硅溶胶或沉降硅为硅源，三氯化钛或四氯化钛或钛酸丁酯为钛源，四乙基氢氧化铵或四乙基溴化铵为模板剂，氢氧化钠为钠源，以SiO2/TiO2＝5～120，(TEA)2O/SiO2＝0.1～0.40，Na2O/SiO2＝0.02～0.3，H2O/SiO2＝15～80的摩尔配比配制溶胶，采用静态水热合成方法在120～170℃温度，自生压力下晶化144～264h，晶化结束后产物经过滤、洗涤至中性，烘干，480～540℃焙烧8～10小时得到纳米Ti-beta分子筛晶种；2)晶种涂敷：将多孔不锈钢或莫来石或氧化铝支撑体打磨、超声清洗和干燥，然后将支撑体浸泡在含5～80％的二甲基二乙氧基硅烷的甲醇溶液中，浸渍10～30分钟，使支撑体表面带上正电荷后浸置在3～12wt％的Ti-Beta分子筛纳米晶种溶液中，浸置时间为2～30分钟，慢慢提离溶液，干燥，反复浸置1～3次，晶种涂敷密度为0.5～2mg/cm2；3)膜合成用溶胶的制备：以正硅酸乙酯或硅溶胶或沉降硅为硅源，三氯化钛或四氯化钛或钛酸丁酯为钛源，四乙基氢氧化铵或四乙基溴化铵为模板剂，氢氧化钠为钠源，配制成SiO2-TiO2-(TEA)2O-Na2O-H2O体系的溶胶，各组份以物质氧化物摩尔比表示为：SiO2/Al2O3＝10～150，(TEA)2O/SiO2＝0.05～0.45，Na2O/SiO2＝0.03～0.25，H2O/SiO2＝8～150；4)水热合成Ti-Beta分子筛膜：配制好的溶胶加入密闭不锈钢反应釜中，并将预涂Ti-Beta晶种的管式多孔支撑体竖直置入溶胶中，溶胶液面需浸没支撑体；将装好了溶胶和支撑体的密闭不锈钢反应釜进行静态水热合成，水热合成条件为温度120～180℃，时间144～264小时，反应完成后取出，洗去表面碱液，在100℃下烘12小时，空气气氛中480～540℃焙烧8～10小时。