[發明專利]一種用于空分富氧的疏水LSX型分子篩、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202111409254.5
• 申請日: 2021-11-25
• 公開（公告）號: CN114082409A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 張永春;蔣明雯;陳紹云;劉家旭
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/30;B01D53/04
• 代理公司: 大連創達專利代理事務所(普通合伙) 21237
• 代理人: 劉濤

本發明屬于微孔材料技術領域，具體涉及一種用于空分富氧的疏水LSX分子篩及其制備方法，制備方法采用氣相沉積法，將活化后的LSX分子篩平鋪在聚四氟乙烯支架上的不銹鋼篩網的表面，將其放入反應釜內，將聚二甲基硅氧烷放置在反應釜的釜襯底部，真空200～220℃下處理2～5h,得到聚二甲基硅氧烷包覆的疏水LSX分子篩。本發明的制備方法工藝簡單，操作環境安全，并且疏水改性后的分子篩基本保留了對氮氣固有的良好吸附性能，能夠在潮濕環境中空分富氧，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于微孔材料技術領域，涉及一種疏水性分子篩、其制備方法及改材料在空分富氧領域具有廣泛應用前景。

背景技術

氧氣是一種重要的氣體，廣泛應用于化學工業、醫療保健等行業。傳統的制氧方法是對空氣進行深冷分離，通過此方法可以制得高純度的氧氣。為了適應中、小規模生產的需要，且對氧氣純度要求在95％以上時，常采用變壓吸附(PSA)技術。與深冷法相比，PSA技術具有運行操作簡單、能耗和操作費用低等優點。影響PSA技術效率的核心要素是吸附劑，目前，市場上廣泛使用的高吸附性能的吸附劑是包括鋰離子交換的低硅鋁比X型分子篩(LiLSX)；但是，該吸附劑雖然吸附效率高，但其缺點是容易受潮，受潮的分子篩會凝固在一起，導致分子篩制氧能力失效；而現有技術中，有關LiLSX吸附性能的研究僅限于水分的影響，并未對吸附劑進行改性研究。

發明內容

本發明的目的是提供用于空分富氧的疏水LSX分子篩、其制備方法及用用。制備方法操作簡單，反應條件容易控制，反應溶劑可回收再利用。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：

一種用于空分富氧的疏水LSX型分子篩的制備方法，采用氣相沉積法，

將活化后的LSX分子篩鋪平在聚四氟乙烯支架的表面，將其放入反應釜內，在釜襯底部放置聚二甲基硅氧烷，置于烘箱中抽真空后于200～220℃下反應2～5h，冷卻至室溫得到聚二甲基硅氧烷包覆的疏水LSX分子篩。

優選的情況下，所述的LSX分子篩的活化過程為：將LSX分子篩置于馬弗爐中焙燒活化，焙燒溫度為300～450℃，焙燒時間為2～5h。

優選的情況下，所述的LSX分子篩的活化焙燒時間為2～3h。

優選的情況下，聚二甲基硅氧烷與活化后的LSX分子篩的質量比為0.5～5：1。

優選的情況下，聚二甲基硅氧烷與活化后的LSX分子篩的質量比為0.5～4：1。

優選的情況下，所述聚二甲基硅氧烷的粘度選擇范圍為300～1000mPa.s。

優選的情況下，所述聚二甲基硅氧烷的粘度選擇范圍為700-1000mPa.s。

優選的情況下，將活化后的LSX分子篩鋪平在聚四氟乙烯支架的表面的鋪設方式是：聚四氟乙烯支架上表面鉆6～8個孔，然后在支架上放置100目的不銹鋼篩網，將活化后的LSX型分子篩均勻鋪平在不銹鋼篩網的表面。

本發明的另一目的是通過上述方法制備獲得一種可以用于空分富氧的疏水LSX型分子篩，是聚二甲基硅氧烷包覆的疏水LSX分子篩，且該分子篩對氮氣和氧氣的分離比為5.40-5.80，水接觸角為125.00°～135.00°。

本發明還保護疏水LSX型分子篩的應用；尤其是用于在潮濕環境中空分富氧的領域，具有廣闊的應用前景。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：