一种多级孔道分子筛膜的制备方法及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106378013A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201610990626.0(22)申请日2016.11.10(71)申请人南京工业大学地址210009江苏省南京市鼓楼区新模范马路5号(72)发明人顾学红姚迅彭莉(74)专利代理机构江苏致邦律师事务所32230代理人徐蓓尹妍(51)Int.Cl.B01D67/00(2006.01)B01D71/02(2006.01)B01D69/08(2006.01)C01B39/40(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种多级孔道分子筛膜的制备方法及其应用(57)摘要本发明涉及一种多级孔道分子筛膜的制备方法及其应用。通过加入介孔结构导向剂限制分子筛晶体的生长，并在其晶化过程其进行自主装，产生介孔结构。利用晶种诱导二次成核机理，通过水热一步合成多级孔分子筛膜，合成条件温和可控，制备简单，良好的重复性，降低了能耗，节约了成本。采用该方法制备的多级孔分子筛膜表现出良好的截留性能，截留分子量在200～500000Da之间可调。本发明提出的制备具有多级孔道分子筛膜的方法，可以用于合成具有其它微孔骨架结构的多级孔分子筛膜的合成，其应用还可推广到催化领域，具有很高的性价比和广阔的工业化生产前景。CN106378013ACN106378013A权利要求书1/2页1.一种多级孔道分子筛膜的制备方法，其特征在于，引入介孔结构导向剂，在膜层上自组装形成介孔结构；具体包括如下步骤：（1）晶种制备：制备分子筛颗粒，配成晶种悬浮液；（2）晶种涂覆：采用浸渍提拉法在多孔支撑体上涂覆一层连续致密的晶种层，烘干后煅烧，得到涂覆有晶种的支撑体；（3）多级孔分子筛膜合成：将硅源、铝源、碱源、介孔结构导向剂和去离子水混合，配置成二次生长母液；将涂覆有晶种的支撑体两端密封，置于装有母液的的反应釜中，采用滚动合成动态晶化；最后去除介孔结构导向剂制得具有多级孔道的分子筛膜。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，将硅源、铝源、碱源、介孔结构导向剂和去离子水按1：0.005~2：0.4~4：0.01~0.05：60~250的摩尔比混合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，介孔结构导向剂选用表面活性剂或有机硅烷偶联剂；所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)、三嵌段共聚物(EO20PO70EO20,P123)中的一种，优选CTAB；所述有机硅烷偶联剂为二甲基十八烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵(TPOAC)、二甲基十六烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵(TPHAC)、二甲基十二烷基[3-三甲氧基硅丙基]氯化铵(TPDAC)中的一种；优选TPOAC。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，硅源为正硅酸四乙酯、气相二氧化硅、硅酸钠、硅溶胶中的一种；铝源为硫酸铝、偏铝酸钠、异丙醇铝、氢氧化铝中的一种；碱源为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、季铵碱类化合物、脂肪胺类化合物或醇胺类化合物中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（3）具体步骤为：将硅源、铝源、碱源、介孔结构导向剂和去离子水按1：0.005~2：0.4~4：0.01~0.05：60~250的摩尔比混合；搅拌老化1~10h配置成二次生长母液；将涂有晶种的支撑体两端用生料带密封，固定后置于装有母液的的反应釜中，采用滚动合成动态晶化，滚动速度为2~20rad/min，100~180℃水热合成4~24h；反应结束后，将膜取出用去离子水洗至中性，烘干后放入马弗炉400~600℃煅烧3~8h去除介孔结构导向剂制得具有多级孔道的分子筛膜。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔支撑体选用中空纤维、片式或管式；其形状为单通道或多通道。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多孔支撑体选用中空纤维多孔支撑体，所述中空纤维多孔支撑体平均孔径为0.1~5μm，中空纤维的外径为0.5~5mm，孔隙率为10~60%；所述中空纤维多孔支撑体形状为单通道或多通道。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中，分子筛构型为MFI、LTA、FAU、MOR、CHA、BEA、LTL、SOD、GIS、OFF、MTN或AEL中的一种。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中制得的分子筛颗粒粒径在50nm~500nm之间。10.根据权利要求1-9任一项所述的方法制备的分子筛膜。2CN106378013A权利要求书2/2页11.权利要求10所述分子筛膜在水处理领域的应用。3CN106378013A说明书1/5页一种多级孔道分子筛