论文题目: ZSM-5分子筛膜的合成与性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 环境工程
作者: 成岳
导师: 王连军
关键词: 分子筛膜,纳米晶种,无有机模板剂,渗透通量,理想分离因数
文献来源: 南京理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: ZSM-5分子筛膜属于MFI型的中孔（孔径0.55nm左右）分子筛膜，具有较高的热稳定性、抗酸性、水热稳定性和优良的催化性能及在膜反应器方面的应用潜力，因此，ZSM-5分子筛膜的合成备受关注。 但是，在ZSM-5分子筛膜的合成存在一些问题，表现在：所用载体的平均孔径都在0.2μm以下，对载体质量要求高；渗透率不高；对晶种的特性和去除晶种中的有机模板剂的热处理制度未作研究：在合成中使用了价格昂贵有机模板剂，会产生含模板剂的废水污染，在高温去除过程中，会给膜带来缺陷，挥发的有机物会带来空气污染，操作复杂，合成时间较长。 本论文在原位水热合成ZSM-5分子筛膜的基础上，系统研究了二次生长合成ZSM-5分子筛膜过程中的一些重要因素，采用正交试验法，对晶化液组成中的碱量、模板剂的用量、晶种引入方式等进行了研究，在孔径为2μm多孔α-Al2O3陶瓷管外表面，用不含有机模板剂的晶化液合成了渗透率和选择性较高的ZSM-5分子筛膜；报道用无有机模板剂合成了纳米ZSM-5沸石分子筛作晶种，对影响纳米ZSM-5分子筛的合成条件进行了较详细深入的研究；考察了晶化液的搅拌时间、老化时间、合成温度、合成时间、晶化液的组成等，讨论了无有机模板剂合成纳米ZSM-5分子的优化条件；采用变浓度晶化技术，合成了无明显缺陷的ZSM-5沸石分子筛膜；对纳米分子筛成膜机理进行了探讨，提出了预涂纳米晶种二次生长修饰成膜的观点。
论文目录:
文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1 分子筛膜
1.1.1 分子筛膜的制备方法
1.1.2 分子筛膜的表征和膜质量的评价
1.1.3.分子筛膜的应用
1.1.4未 来开发研究方向及展望
1.2 ZSM-5分子筛分子筛膜
1.2.1 概述
1.2.2 ZSM-5分子筛膜的合成
1.2.3 ZSM-5分子筛分子筛膜的缺陷及其修饰
1.3 ZSM-5分子筛膜的研究现状与面临问题
1.4 本论文的研究目的、思路与结构
参考文献
第2章 TPABr-ZSM-5分子筛膜的合成与性能研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验药品及试剂
2.2.3 实验设备及仪器
2.2.4 实验气体
2.2.5 膜的制备与表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 二次生长法合成条件优化
2.3.2 ZSM-5分子筛粉末DTA／TGA分析
2.3.3 不同方法合成的ZSM-5膜的XRD表征
2.3.4 不同方法合成的ZSM-5膜的SEM表征
2.3.5 单组分气体渗透性能
2.3.6 温度对膜的气体渗透的影响
2.4 本章小结
参考文献
第3章 掺杂Ce-ZSM-5分子筛膜的制备与表征
3.1 前言
3.2 试验部分
3.2.1 试验材料
3.2.2 试验药品及试剂
3.2.3 试验设备及仪器
3.2.4 试验气体
3.2.5 二次晶化法合成掺杂Ce-ZSM-5分子筛分子筛膜
3.2.6 试验方案
3.3 结果与讨论
3.3.1 纳米ZSM-5分子筛晶种
3.3.2 晶化液组成与工艺条件对成膜的影响
3.3.3 重复正交最佳结果与分析
3.4 本章结论
参考文献
第4章 无有机模板剂的晶化液合成ZSM-5分子筛膜
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 纳米ZSM-5分子筛晶种的合成
4.2.3 无模板剂的ZSM-5分子筛膜的制备
4.2.4 ZSM-5分子筛晶种与膜的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 纳米ZSM-5分子筛的XRD和TEM分析
4.3.2 纳米ZSM-5分子筛晶种粉末的DTA／TG分析
4.3.3 纳米ZSM-5分子筛晶种粉末的FT-IR分析
4.3.4 晶种悬浮液的选择
4.3.5 合成ZSM-5分子筛膜的表征
4.3.6 气体渗透性能
4.4 本章结论
参考文献
第5章 无有机模板剂法制备纳米ZSM-5分子筛
5.1 纳米分子筛在成膜中的意义
5.2 实验部分
5.2.1 实验准备
5.2.2 ZSM-5分子筛分子筛的合成
5.2.3 ZSM-5分子筛分子筛的表征
5.2.4 实验方案
5.3 结果与讨论
5.3.1 各种影响因素条件实验结果分析
5.3.2 晶种的分析与表征
5.3.3 无有机模板剂合成ZSM-5分子筛分子筛的机理
5.4 本章结论
参考文献
第6章 变浓度法制备ZSM-5分子筛膜
6.1 无模板剂法制备ZSM-5分子筛膜的意义
6.2 实验部分
6.2.1 实验准备
6.2.2 ZSM-5分子筛分子筛膜的合成
6.2.3 ZSM-5分子筛分子筛膜的表征
6.2.4 实验方案
6.3 结果与讨论
6.3.1 晶种引入结果
6.3.2 相同溶胶晶化一次结果
6.3.2 相同溶胶晶化两次结果
6.3.3 变浓度两次晶化结果
6.3.4 先浓后稀变浓度晶化合成结果分析
6.3.5 单一气体的渗透
6.4 无模板剂变浓度法合成ZSM-5分子筛分子筛膜机理
6.5 本章结论
参考文献
第7章 纳米ZSM-5分子筛膜的成膜机理研究
7.1 前言
7.2 实验部分
7.3 结果分析与讨论
7.3.1 恒温合成ZSM-5分子筛膜的成膜机理
7.3.2 变浓度合成ZSM-5分子筛膜的成膜机理
7.4 本章结论
参考文献
第8章 结论
本论文的创新点
附录
读博期间发表论文
致谢
发布时间: 2006-12-06
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