A型沸石纳米晶及其组装介孔SiO复合膜的研究

摘要

该文将具有优异的吸附和分离性能的A型沸石分子筛应用于无机膜制备技术中,将沸石纳米晶合成、溶胶制备、沸石与溶胶的合、膜组装工艺相互结合,形成独特的应用水热法对分子筛复合膜组装的新工艺.着重对分子筛复合膜制备过程中的各个环节进行了实验和理论研究,首次提出A型沸石晶体的叠合生长模型,为纳米晶的制备提供了理论依据.进一步研究了A型沸石纳米晶与SiO<,2>溶胶的复合及制膜的工艺条件,从溶胶体系的物化特征探讨了用于分子筛复合膜制备用SiO<,2>溶胶体系的基本性能.

目录

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1无机膜材料的研究与应用现状

1.1.1无机膜材料的研究现状

1.1.2无机膜材料的应用现状

1.2沸石及其膜的研究应用现状

1.2.1沸石的研究现状

1.2.2沸石膜的研究现状

1.3现有无机膜的特点及发展趋势

1.3.1无机膜的特点

1.3.2无机膜材料发展趋势及应用存在的问题分析

第二章分子筛复合膜的结构性能与工艺设计

2.1分子筛膜的功能设计

2.2分子筛复合膜的结构设计

2.2.1现有分子筛膜的结构类型

2.2.2多结构沸石复合膜结构模型设计

2.3沸石纳米晶组装SiO2复合膜的工艺设计

2.3.1沸石纳米晶与溶胶体系的相容性

2.3.1涂膜

2.3.3纳米晶在介孔SiO2膜中的组装

第三章A型沸石纳米晶的制备及理论研究

3.1A型沸石纳米晶的制备

3.1.1原料与工艺流程

3.1.2凝胶制备及水热晶化

3.2晶体生长及结晶习性与物化条件的关系

3.2.1温度对晶体生长及结晶习性的影响

3.2.2晶体生长及结晶习性与晶化时间的关系

3.2.3H2O/Na2O值及搅拌对晶化的影响

3.2.4表面活性剂及NaCL在A型沸石纳米晶合成中的作用

3.2.5A型沸石晶化过程的红外光谱研究

3.3A型沸石的生成机理

3.4A型沸石的晶化特征与叠合生长模型

3.4.1A型沸石的晶化特征

3.4.2.A型沸石纳米晶叠合生长模型的提出

3.5叠合生长的理论研究

3.6A型沸石晶体粒度与水热体系负离子配位多面体生长的基元模型

3.7叠合生长模型在A型沸石纳米晶合成中的理论意义

第四章充填型分子筛复合膜的制备及理论研究

4.1分子筛复合膜的制备工艺

4.2复合膜制备的溶胶体系特征及其机理

4.2.1用水量对凝胶化时间的影响

4.2.2催化剂对正硅酸乙脂水解-聚合机理的影响

4.3复合膜干燥过程中的开裂及机理

4.4A型沸石纳米晶与SiO2溶胶的复合及其膜的制备

4.4.1A型沸石纳米晶的预处理

4.4.2A型沸石纳米晶在SiO2溶胶中的分散行为

4.4.3分散剂在沸石纳米晶和SiO2溶胶混合体系中的作用

4.4.4复合凝胶膜的烧结

第五章A型沸石纳米晶对复合膜的二次组装及膜的结构性能分析

5.1组装工艺

5.2水热处理条件对复合膜组装的影响

5.3膜的结构性能分析

5.3.1显微结构的SEM研究

5.3.2组装膜的XRD分析

5.3.3组装膜的热稳定性

5.3.4组装膜的N2吸附研究

5.4分子筛膜进一步改进的途径及未来开发方向展望

第六章结论

参考文献

攻博期间发表的论文

技术工作经历

致谢