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高性能的分子筛膜在催化反应器和膜分离等领域具有良好的应用前景。负载晶种的二次生长法在高性能ZSM-5分子筛膜的制备中具有明显优势。本文研究了用二次生长法合成ZSM-5分子筛膜过程中的影响因素,用XRD、SEM和Zeta电位等技术手段对ZSM-5分子筛膜进行了表征,同时对分子筛膜的合成机理进行了初步探讨。
通过晶种负载和二次晶化的二次生长法制备出了高质量的ZSM-5分子筛膜。晶种负载在α-Al2O3载体表面成为分子筛膜生长过程中的成核中心,形成了连续、无缺陷的ZSM-5分子筛膜。二次生长法可以在较宽的温度条件下,使用廉价的模板剂合成致密和颗粒均匀的ZSM-5分子筛膜。
在使用廉价模板剂正丁胺的条件下制备出共生良好的ZSM-5分子筛膜,在合成体系中添加不同量的NaCl,可以控制膜层质量和形貌。通过测定合成体系以及分子筛颗粒分散液的Zeta电位,从而判断NaCl对于分子筛颗粒和合成体系中基团所带电荷的影响。规整的小尺寸晶种层是制备共生良好的分子筛膜的基础,通过层层自组装的晶种层具有紧密、连续的特点,适合分子筛膜膜层的无缺陷生长。晶种层以及NaCl的协同作用可以使得膜层的生长更为顺利,并且能促进晶体颗粒之间的共生,有效减少膜层表面的结构缺陷。