[發明專利]一種多級孔SAPO-34分子篩膜的制備方法

有效

• 申請號: 201910048461.9
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109663509B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 胡登;孫楠楠;余偉勝;朱天陽;魏偉;孫予罕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D67/00;B01D53/22;C01B37/08;C01B39/54
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

本發明屬于化工領域，特別是涉及一種多級孔SAPO?34分子篩膜的制備方法。所述方法包括：1)將SAPO?34分子篩晶種均勻涂覆在多孔載體表面；2)將步驟1)中涂覆SAPO?34分子篩晶種的多孔載體置于SAPO?34分子篩膜水熱母液中進行水熱合成，即得SAPO?34分子篩膜；3)將所述步驟2)得到的SAPO?34分子篩膜浸涂溶液A，并在氣相B的氣氛條件下，進行干凝膠轉化，焙燒脫除模板劑，所述溶液A包括水，所述溶液A可選包括第一模板劑和/或第一助模板劑，所述氣相B包括H₂O，所述氣相B可選包括第二模板劑和/或第二助模板劑。利用該方法能夠在分子篩表面形成非貫穿多級孔結構，可以增加氣體分離過程中氣體分子的擴散速率，降低分子篩膜分離層的傳質阻力，提高SAPO?34分子篩膜的滲透性能。

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及一種硅鋁磷分子篩膜的制備方法，特別是涉及一種多級孔SAPO-34分子篩膜的制備方法。

背景技術

膜分離具有不會發生相變、能耗低、操作簡單、分離系數大、操作溫度接近室溫等諸多優點，是解決當前人類面臨的能源、環境問題的重要技術，被認為是20世紀末至21世紀中期最有發展前途的技術之一。相比于有機膜，無機膜具有在高溫、高壓條件下較好的化學穩定性和較高的機械強度，因此備受人們的關注。SAPO-34分子篩膜具有其獨特的孔道結構，被廣泛應用于氣體分離、滲透汽化、催化分離一體化等領域。SAPO-34分子篩的孔道直徑為0.38nm，接近于甲烷的分子動力學直徑(0.38nm)，大于二氧化碳的分子動力學直徑(0.33nm)，且極性的二氧化碳氣體分子在SAPO-34孔道中吸附性能較強，因此SAPO-34分子篩膜能夠表現出很好的二氧化碳/甲烷氣體分離性能。目前合成的SAPO-34分子篩膜均為微孔結構，并沒有關于多級孔SAPO-34分子篩膜的報道。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種多級孔SAPO-34分子篩膜的制備方法。利用該方法能夠在分子篩表面形成非貫穿多級孔結構，可以增加氣體分離過程中氣體分子的擴散速率，降低分子篩膜分離層的傳質阻力，提高SAPO-34分子篩膜的滲透性能。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明的一方面提供一種多級孔SAPO-34分子篩膜的制備方法，所述方法包括：

1)將SAPO-34分子篩晶種均勻涂覆在多孔載體表面；

2)將步驟1)中涂覆SAPO-34分子篩晶種的多孔載體置于SAPO-34分子篩膜水熱母液中進行水熱合成，即得SAPO-34分子篩膜；

3)將所述步驟2)得到的SAPO-34分子篩膜浸涂溶液A，并在氣相B的氣氛條件下，進行干凝膠轉化，焙燒脫除模板劑，所述溶液A包括水，所述溶液A可選包括第一模板劑和/或第一助模板劑，所述氣相B包括H₂O，所述氣相B可選包括第二模板劑和/或第二助模板劑，所述溶液A僅包括水時，所述氣相B包括H₂O，且包括第二模板劑和/或第二助模板劑；所述氣相B僅包括H₂O時，所述氣相A包括水，且包括第二模板劑和/或第二助模板劑。

在本發明的一些實施方式中，所述SAPO-34分子篩晶種是將鋁源、模板劑、水、硅源和磷源混合溶解后得到晶種反應液，于170～220℃下晶化反應4～7h制得，所述鋁源、磷源、硅源、模板劑和水的摩爾比為1：1～2：0.3～0.6：1～4：55～150。

在本發明的一些實施方式中，所述SAPO-34分子篩膜水熱母液是將鋁源、磷源、硅源、模板劑、助模板劑和水混合均勻后制得；所述鋁源、磷源、硅源、模板劑、助模板劑和水的摩爾比為1：0.5～3.5：0.05～0.6：0.5～8：0.1～4.0：50～300。