[发明专利]一种分子筛膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种分子筛膜的制备方法，其通过对焙烧后的ZSM‑5分子筛膜进行环糊精修饰，并继续在其上合成一层NaA分子筛层。该方法可以改善含有缺陷孔的ZSM‑5的分离效果，并通过亲水性NaA分子筛层的作用，提高整个分子筛膜的亲水性，从而整体上提高水容量。

技术领域

本申请涉及一种陶瓷膜的制备方法，特别涉及一种分子筛膜的制备方法。

背景技术

有机溶剂在现代工业中起着举足轻重的作用，可用于医药、化工、材料、冶金等诸多领域。在某些应用场合中，对有机溶剂的纯度要求比较苛刻，例如要求有机溶剂纯度在99.99%以上，而水是有机溶剂中常见的杂质类型之一，由于其与某些有机溶剂互溶，因此脱水在产品精制时显得十分重要。

在现有有机溶剂脱水工艺中，渗透汽化是较为理想的一种工艺，其具有能耗低、工艺简单等诸多优点。而对于渗透汽化工艺而言，渗透汽化膜是渗透汽化工艺中的关键因素。而现有的渗透汽化膜基本包括有机膜和无机膜两类，而分子筛膜是常见的无机渗透汽化膜类型，因其结构稳定等特点收到诸多关注。

现有技术中能用于有机溶剂渗透汽化脱水的分子筛膜类型主要有NaA、NaY、ZSM-5、T、CHA、MOR、Sapo-34、DDR等多种，其中ZSM-5分子筛膜ZSM-5 型分子筛膜的 Si/Al 比范围广（10～∞）和发达的孔道结构（0.55nm×0.51nm 的 Z 字形孔道和0.53nm×0.56nm 的直线型孔道）成为良好的渗透汽化脱水膜材料，但是制备ZSM-5分子筛膜需要经过高温焙烧，极易产生裂缝从而影响使用。现有技术中学者多采用采用无模板机法制备该膜，从而避免了模板剂脱除过程中产生裂缝的可能性。但是采用无模板剂法制备ZSM-5分子筛膜具有极其严格的制备条件和较低的成材率，即使实验室成功也很难实验工业化应用。因此，如何处理具有裂缝的ZSM-5分子筛膜使其能够得以工业化应用是关键所在。

发明内容

为改善分子筛膜的应用，本发明提供了一种分子筛膜的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种分子筛膜的制备方法，其特征在于在多孔载体上采用二次生长法合成ZSM-5分子筛膜，并在焙烧脱除模板剂后与环糊精水溶液接触使得环糊精进入ZSM-5分子筛膜层的缺陷孔中，并在干燥后继续在ZSM-5分子筛膜层上方晶化一层NaA分子筛层所述的接触过程是将ZSM-5分子筛膜置于环糊精水溶液中，采用真空抽吸法抽吸30s，并在干燥后继续在环糊精水溶液中静置2-6h，并在60-100℃下干燥1-3h。

针对焙烧后的膜层容易出现裂缝的问题，本发明创造性的将焙烧后的膜与环糊精水溶液接触，使得环糊精进入裂缝中堵塞缺陷孔。继而在膜层上方再次晶化一层NaA分子筛层，使得在应用过程中液体（包括有机溶剂和水）均无法直接接触该缺陷孔，避免了缺陷孔的恢复。在将ZSM-5分子筛膜置于NaA铸膜液中前，将ZSM-5分子筛膜置于环糊精水溶液中，采用真空抽吸法抽吸30s，并在干燥后继续在环糊精水溶液中静置2-6h，并在60-100℃下干燥1-3h。优选的，在于所述的环糊精水溶液浓度为1-5%，更优选3-5%。具体的接触方式类似于晶种涂覆方式，即首先利用真空抽吸作用使得环糊精进入缺陷孔，再利用普通浸渍方式使得环糊精进入尚未填补的缺陷孔中。同时，由于NaA分子筛较ZSM-5分子筛具有低的硅铝比，因此其具有较强的亲水性，而之所以选择NaA而非其他类型的亲水性分子筛，这是由于通过实验发现相较于其他类型的亲水性分子筛颗粒，NaA容易在ZSM-5膜层上生长。