[發明專利]一種超薄SAPO-34分子篩膜的制備方法

在審

• 申請號: 202110358610.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN115159541A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 靳曉雨;束潮九;周榮飛;吳堂寅;王斌;劉帥
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;C01B37/08;C01B21/04;C07C29/74;C07C31/04
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1.一種超薄SAPO-34分子篩膜的制備，采用納米球狀SAPO-34分子篩作為晶種，在低溫下使用稀釋的單模板劑合成溶膠合成超薄SAPO-34分子篩膜，其特征在于，所制備方法包括如下步驟：

(1)SAPO-34分子篩膜晶種制備：將模板劑、鋁源、硅源、磷源和水混合，形成溶膠的摩爾比為：Al₂O₃/P₂O₅＝0.03～0.7，P₂O₅/SiO₂＝2～200，TEAOH/SiO₂＝0.6～50，H₂O/TEAOH＝0.2～100，H₂O/Al₂O₃＝10～400，將配好的合成溶膠置入PTFE反應釜，使用微波加熱，于453K晶化2～24h，制備的晶體在500～10,000rmp下離心收集、洗滌至中性，冷凍干燥備用；

(2)支撐體涂覆晶種：稱取適量的步驟1晶種分散于乙醇溶液中，經超聲并劇烈攪拌處理后使其完全分散，形成SAPO-34納米晶種懸浮液，懸浮液質量濃度為0.025～0.2wt％。以浸漬提拉法或真空抽吸法或擦除法或旋涂法將分子篩晶種涂敷在載體上，靜置30～300s后，用提拉機均勻從懸浮液中提出，經烘箱干燥處理后，在支撐體表面形成連續致密的分子篩晶體層；

(3)超薄SAPO-34分子篩膜合成：將磷酸、鋁源、硅源、模板劑和去離子水混合合成溶膠，各組分的摩爾比為：Al₂O₃/P₂O₅＝0.03～0.7，P₂O₅/SiO₂＝2～200，TEAOH/SiO₂＝0.6～50，H₂O/TEAOH＝0.2～100，H₂O/Al₂O₃＝10～400，經2～24小時老化處理后形成均勻穩定的合成溶膠，把合成溶膠和步驟2中涂覆有分子篩晶種的支撐體共同放入反應釜內，在流動的自來水下冷卻至室溫，然后脫除模板劑，在管式爐中煅燒，經清洗、干燥和煅燒后，得到超薄SAPO-34分子篩膜。

2.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，步驟(1)或(3)中所述的模板劑為四乙基氫氧化銨(TEAOH)、二丙胺、N，N，N-三甲基-1-金剛烷氫氧化銨其中一種。

3.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，所述的鋁源為異丙醇鋁、氫氧化鋁、正丁醇鋁、氧化鋁其中一種。

4.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，所述的硅源為正硅酸乙酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯、硅溶膠其中一種。

5.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，步驟(1)和(3)中，溶膠的配比為：Al₂O₃/P₂O₅＝0.03～0.7，P₂O₅/SiO₂＝2～200，TEAOH/SiO₂＝0.6～50，H₂O/TEAOH＝0.2～100，H₂O/Al₂O₃＝10～400。

6.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，步驟(2)中的晶種層制備方法優選浸漬提拉法。

7.根據權利要求書1所述的制備超薄SAPO-34分子篩膜的方法，其特征在于，步驟(2)和(3)中，載體選用多孔支撐體氧化鋁或莫來石，形狀為片式或管式或中空纖維或多通道載體。

8.一種權利要求1所述SAPO-34分子篩膜的應用，其特征在于：該膜材料用于二氧化碳/甲烷、二氧化碳/氮氣、氮氣/甲烷等氣體的分離。