NaA分子筛膜的制膜液生产装置及分子筛膜的制备装置
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜是一种具有高选择性和高通量的薄膜材料，广泛应用于分离和催化领域。
本文将介绍NaA型分子筛膜的制备方法和研究进展。
NaA型分子筛膜的制备方法主要有两种：表面晶化法和硅酸盐溶胶法。
表面晶化法是
将NaA型分子筛晶体通过除去部分模板分子和表面化学物种，使得晶体表面有少量晶体核
发展的机会，通过扩展晶体核到整个表面得到NaA型分子筛膜。
硅酸盐溶胶法是将硅酸盐
溶液沉积在载体表面，经过水热反应形成NaA型分子筛膜。
近年来，许多研究致力于改进NaA型分子筛膜的制备方法和提高膜的性能。
一种方法
是通过改变合成配方和反应条件，优化晶体的形成和生长，从而获得更高质量的分子筛膜。
另一种方法是通过添加辅助剂或控制晶体生长方式，调控膜的厚度和孔径大小，实现对分
子的选择性分离。
除了制备方法的改进，研究者们还积极探索将NaA型分子筛膜应用于不同领域。
在气
体分离方面，NaA型分子筛膜被广泛应用于制备高效的二氧化碳捕获材料，以应对温室效
应和气候变化。
在化学催化领域，NaA型分子筛膜被用作催化剂的载体，提高催化反应的
效率和选择性。
研究者们也关注NaA型分子筛膜的稳定性和可持续性。
由于分子筛晶体的有序结构和
孔道结构，膜在长时间使用或高温条件下可能发生热降解或晶体崩溃。
研究者们通过改变
晶体结构和材料组成，提高膜的稳定性和可持续性，以满足实际应用的需求。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜是一种具有优良分离性能的膜材料，广泛应用于气体和液体的分离、
纯化和催化反应等领域。
本文将介绍NaA型分子筛膜的制备方法以及相关研究进展。
制备NaA型分子筛膜一般采用溶胶-凝胶法。
将合成的NaA型分子筛晶体粉末与溶剂混合，制备成均匀的浆料。
然后，将浆料涂覆在多孔陶瓷、石墨、金属等基材上，并通过烘
干和煅烧等步骤得到NaA型分子筛膜。
制备NaA型分子筛膜的关键是控制浆料的成膜性能以及煅烧过程中的温度和时间。
过
高或过低的浆料浓度会导致膜层厚度变薄或不均匀，影响膜的分离性能。
煅烧温度和时间
的选择也会影响膜的晶化程度和孔径大小。
近年来，研究人员通过改变制备条件、添加表面活性剂等手段，成功地制备出具有优
良分离性能的NaA型分子筛膜。
使用有机硅化合物作为表面活性剂能够提高膜的成膜性能
和分离性能。
制备高温下的NaA型分子筛膜能够提高膜的热稳定性和抗水气分子的渗透性能。
研究人员还通过改变膜的形貌结构、添加金属催化剂等手段，提高NaA型分子筛膜的
分离性能和反应活性。
在膜表面修饰合金或纳米颗粒，能够提高膜的催化还原反应的活性
和选择性。
NaA型分子筛膜的制备研究涉及到材料的选择、制备条件的优化以及对膜的表面修饰。
通过不断地研究和改进，相信NaA型分子筛膜在分离和催化领域的应用会得到进一步的发展。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究NaA型分子筛是一种广泛应用于各个领域的高级材料，其制备方法也已得到广泛关注和研究。
本文将介绍一种利用聚酰胺酯（PAES）薄膜作为无机硅源制备NaA型分子筛膜的方法。
首先，文献中提到的工作表明，使用PAES薄膜作为硅源可以实现NaA型分子筛膜的制备。
制备过程如下：首先，使用压缩气体将PAES薄膜压缩成准备好的导模中，使其与模板紧密粘合。
随后，将这个模板放入铝壳中，并在高压釜中加热并增压，以使其液相反应。
在此反应中，PAES薄膜通过硷性溶液，如水玻璃或氨水，在导模表面水解，并与氢氧化铝粘合。
此时，硅酸（SiO2）开始在模板和氢氧化铝表面结晶，形成NaA型分子筛膜。
这时，需要等待反应结束并冷却后，将铝壳分离，取出导模并卸载NaA型分子筛膜即可。
通过分析这个制备过程，可以看出，该方法具有以下优点：(1)该方法使用PAES薄膜作为硅源，避免了硅源易受到水分污染的问题，从而提高了制备过程的稳定性和可靠性。
(2)制备过程简单，容易操作。
制备途中不需要微调反应条件。
(3)制得的NaA型分子筛膜具有良好的孔隙性能，其性能稳定，可以在各种条件下应用。
然而，用做硅源的材料在制备过程中会被溶解，如果使用不当会导致后期的处理难度，难以进行后续处理。
另外，由于PAES薄膜较厚，因此需要加高温度和压力，这可能会导致模板形变和聚丙烯膜组装结构异常，为制备带来一定的困难。
综上所述，使用PAES薄膜作为硅源制备NaA型分子筛膜是一种具有前景的方法，其制备过程简便可靠，并得到了一定程度的发展。
尽管当前仍然存在不足之处，但相信随着技术的不断进步，这种方法会在未来得到广泛的应用和推广。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究NaA型分子筛膜是一种重要的微孔材料，具有良好的分离性能和化学稳定性，广泛应用于气体分离、溶剂分离、催化剂和化学传感器等领域。
近年来，随着分子筛膜在能源、环境和化工等领域的应用日益广泛，对NaA型分子筛膜的制备方法进行了大量研究和探索。
本文将结合国内外相关文献，对NaA型分子筛膜的制备研究进行综述，探讨不同制备方法的优缺点，并展望其在未来的应用前景。
一、NaA型分子筛膜的特性NaA型分子筛是一种离子型分子筛，具有优良的分离性能和化学稳定性。
其具有均匀的孔道结构和较大的比表面积，可以有效地分离出不同大小和极性的分子。
NaA型分子筛膜还具有优异的机械性能和热稳定性，能够满足在高温、高压等恶劣条件下的应用需求。
目前，制备NaA型分子筛膜的方法主要包括原位晶化法、溶胶凝胶法、离子交换法、模板法等。
这些方法都具有各自的优点和局限性，下面将对其进行详细介绍。
1. 原位晶化法原位晶化法是一种将NaA型分子筛晶种溶液直接涂覆在多孔基材上，并经过水热结晶制备成膜的方法。
该方法制备的NaA型分子筛膜具有高的结晶度和孔隙度，分离性能较好。
原位晶化法存在着晶种选择性差、成膜周期长、成膜质量不稳定等问题。
2. 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种通过浸渍、旋涂等方式将分子筛前驱体溶液涂覆在基材上，经过热处理使其形成薄膜的方法。
该方法制备的NaA型分子筛膜成本低、制备工艺简单。
溶胶凝胶法制备的NaA型分子筛膜晶体质量较差，分离性能相对较差。
3. 离子交换法离子交换法是一种将NaA型分子筛粉体在含有Si、Al等金属离子的溶液中进行化学变性后，通过离子交换反应形成膜的方法。
该方法制备的NaA型分子筛膜结晶度高、晶体尺寸可控。
离子交换法制备膜的工艺条件苛刻，且成本较高。
4. 模板法模板法是一种利用有机或无机模板剂在多孔陶瓷基材表面形成孔道结构，再通过水热合成形成NaA型分子筛膜的方法。
该方法制备的NaA型分子筛膜具有高的孔隙度和比表面积。
一种合成NaA分子筛膜的方法[发明专利]
![一种合成NaA分子筛膜的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/813cb86eb9d528ea80c77964.png)
专利名称：一种合成NaA分子筛膜的方法
专利类型：发明专利
发明人：王正宝,马婕,邵佳,葛琴琴,彭勇,詹志英,颜慧,陈坦樟,鲁慧彬,路晓飞,马楠柯
申请号：CN201410090788.X
申请日：20140312
公开号：CN103877865A
公开日：
20140625
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种合成NaA分子筛膜的方法，该方法首先配制凝胶液，该凝胶液与合成NaA分子筛膜的合成液组成相近，并在一定温度的水浴中进行前处理；然后先将载体在水中润湿，再将前处理得到的凝胶涂覆到载体的表面，并烘干；最后配制合成液，在室温陈化后装入高压反应釜中，将烘干好的涂覆有凝胶的载体管放入反应釜中进行合成，反应结束后取出用水洗涤，烘干得到NaA分子筛膜。
本发明减少了膜层对于晶种的依赖，省去了晶种的制备过程，合成的分子筛膜表面连续致密，分离性能优良，且成膜重复率高，易于实现工业化。
申请人：浙江大学
地址：310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
国籍：CN
代理机构：杭州求是专利事务所有限公司
代理人：周烽
更多信息请下载全文后查看。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究
一、NaA型分子筛的结构与性质
NaA型分子筛是由SiO2和Al2O3构成的沸石类结构材料，具有大量的均匀孔道和极高的比表面积。
它的拓扑结构为A柱窗型，孔径为4.2 Å，可以选择性地吸附分子，同时具
有良好的热稳定性、化学稳定性和机械强度。
NaA型分子筛膜的制备方法一般包括两个步骤：膜表面修饰和NaA型分子筛晶体生长。
其中，膜表面修饰是为了增强膜的亲油性和稳定性，常采用的修饰剂有去离子水、甲醇、
二氧化硅等。
而NaA型分子筛晶体生长则是通过模板法或溶胶凝胶法，利用硅源和铝源，
在膜表面逐层沉积纳米级的NaA型分子筛晶体。
具体而言，溶胶凝胶法可以采用旋转涂覆法或喷涂法进行NaA型分子筛膜的制备。
在
旋转涂覆法中，先将标准NaA型分子筛晶体与溶液混合，然后将混合物滴在旋转的基板上，用旋转离心技术在基板上均匀涂覆薄膜。
在喷涂法中，则是将NaA型分子筛晶体溶解在有
机溶剂中，然后通过喷雾在基板上形成薄膜。
不同的制备方法具有不同的优缺点，不同的
应用场合需要选择不同的制备方法。
NaA型分子筛膜具有很高的选择性和通透性，在氢气分离、水脱盐、有机溶剂的分离
等方面具有广泛的应用前景。
然而，目前NaA型分子筛膜的制备还存在一些问题，如膜结
构不稳定、厚度难以控制等。
因此，未来需要进一步研究NaA型分子筛膜的制备方法和性能，以实现其在分离技术方面的应用。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究引言分子筛膜由于其孔径可控、具有选择性的特点，在气体分离、溶剂分离和离子交换等领域有着广泛的应用。
NaA型分子筛膜是目前应用最广泛的一种分子筛膜，具有较好的热稳定性和耐水性，被广泛应用于气体分离以及溶剂分离等方面。
本文旨在对NaA型分子筛膜的制备方法进行研究，通过对原料的选择、制备条件的优化等方面的探索，提高NaA型分子筛膜的性能和制备效率。
NaA型分子筛膜是以沸石为主要原料，通过特定的合成方法，在多孔载体上形成的一种薄膜结构。
其制备原理主要包括原料选择、合成方法和后处理工艺。
原料选择是制备NaA型分子筛膜的第一步，主要包括硅源、铝源、碱源和模板剂等。
合成方法主要包括溶胶-凝胶法、结晶法和水热法等。
后处理工艺主要包括脱模板、干燥和活化等。
通过优化这些步骤，可以获得性能优良的NaA型分子筛膜。
二、NaA型分子筛膜的制备方法1. 原料选择NaA型分子筛膜的制备原料主要包括硅源、铝源、碱源和模板剂。
硅源一般选择硅酸盐类物质，如硅酸钠、硅酸钾等；铝源一般选择铝酸盐类物质，如氢氧化铝等；碱源一般选择氢氧化钠、氢氧化钾等；模板剂一般选择季铵盐类物质，如四甲基溴化铵等。
通过合理选择这些原料，可以控制NaA型分子筛膜的孔径和结构。
2. 合成方法目前制备NaA型分子筛膜的方法主要包括溶胶-凝胶法、结晶法和水热法等。
溶胶-凝胶法是将合成原料溶解于溶剂中，形成溶胶，然后通过凝胶化将其固化成膜状结构；结晶法是将合成原料溶解于溶剂中，通过自发结晶或外界驱动形成NaA型分子筛膜；水热法是将合成原料与水混合，并在高温高压下形成NaA型分子筛膜。
这三种方法各有优缺点，可以根据具体要求选择合适的方法。
3. 后处理工艺NaA型分子筛膜的后处理工艺主要包括脱模板、干燥和活化等步骤。
脱模板是将合成膜中的模板剂去除，一般通过热解或溶解的方式进行；干燥是将脱模板后的膜进行干燥，一般通过真空干燥或自然干燥的方式进行；活化是将干燥后的膜进行活化处理，一般通过高温升华或离子交换的方式进行。
一种分子筛膜的制备方法及装置
分子筛渗透汽化膜分离技术是一种新型分离技术，具有高效节能、过程易于控制、操作方便、便于放大与产业化等优点，在新能源开发、资源优化利用和环境保护等方面发挥着越来越重要的作用，是21世纪很有前途的高新技术之一。
背景技术介绍：将分子筛膜用于有机溶剂脱水的研究始于上世纪九十年代，目前已初步实现NaA分子筛膜的规模化工业应用，在全球建成约300套工业脱水装置。
现有技术的分子筛膜的合成主要集中在将陶瓷支撑体垂直于反应釜中合成，但是由于分子筛膜合成过程中反应时间过长，其合成出过程中存在制膜溶液营养成分快速耗尽和制膜溶液会形成浓度梯度等问题，因此会导致成膜之后，各区域之间的膜层厚度、均匀度以及致密度不一，特别是在工业化生产时，各批次的成品之间性能有一定差异，如通量、分离因子以及微结构差异等，这也是制约其大规模工业生产的瓶颈技术之一。
摘要：本工艺涉及一种分子筛膜的制备方法及装置，属于分子筛膜制备技术领域。
步骤：S1：制备晶种化支撑体。
将分子筛晶种均匀分散于去离子水中，得到分子筛晶种悬浮液；将分子筛晶种涂覆在多孔支撑体外表面，并将支撑体烘干得到晶种化支撑体备用。
S2：分子筛膜制备。
将步骤S1得到的晶种化支撑体置于分子筛膜的制膜溶液环境中水热合成，随后定期向制膜溶液中添加新鲜制膜溶液，并排放部分反应完全的制膜溶液，反应结束后取出冷却；用去离子水洗涤并烘干，即得。
该方法解决了在制备分子筛膜时因反应时间过长，导致制膜溶液营养耗尽和制膜溶液存在浓度梯度的问题，本方法合成的分子筛膜，重复性高，性能优良。
工艺流程如下：以晶种化支撑体的制备为例，称取T型分子筛晶种10 g，分散于990 g去离子水中，并盛放在搅拌器上的晶种罐中，搅拌并超声，得到分子筛晶种悬浮液；将固定于支撑体支架的支撑体浸入晶种悬浮液中5s后支撑体支架取出,在支撑体外表面涂覆晶种，再放入烘箱中烘干，备用。
工艺流程图如下：产品优势如下：采用本技术方案合成出长度为800mm的T型分子筛膜，在70 ℃下用于分离料液为水含量为5 wt .%的乙醇/水溶液体系时，膜的分离因子>500，通量>1 .0 kg·h–1·m–2，兼具有高的选择性和渗透通量。
NaA型分子筛膜的制备研究
NaA型分子筛膜的制备研究NaA型分子筛膜是一种重要的分离材料，具有独特的分子筛孔道，可用于气体、液体分离、分子分级、防腐等领域。
因此，如何制备高质量的NaA型分子筛膜是当前研究的热点之一。
目前，NaA型分子筛膜的制备方法主要有两种，一种是直接晶化法，另一种是物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）和化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）方法。
直接晶化法是将无模板的NaA型晶体生长在多孔金属膜支撑上，而PVD和CVD 则是使用模板氧化铝膜或金属陶瓷膜作为支撑，通过控制气体温度和压力实现高质量的NaA型分子筛膜的制备。
在直接晶化法中，主要需要考虑多孔支撑的制备和晶化条件的控制。
多孔支撑通常是采用快速固化剂法、电化学脱模法等方法得到的。
然后，通过浸渍等方法将硅源和铝源以一定比例混合，加入模板化合物，将混合物涂覆在多孔支撑上，进入热处理过程。
过程中，要控制溶液的成分，温度和时间，以保证分子筛的质量和膜结构的稳定性。
制备出来的NaA型分子筛膜具有良好的晶化度和孔径大小分布，但膜的厚度较大，仅适用于液体分离等领域。
PVD和CVD方法的优点在于能够制备高品质、薄膜NaA型分子筛，并且具有更广泛的应用前景。
但是，这两种方法需要较高的温度和压力，制备过程中易产生应力和裂纹等问题。
因此，制备过程中需要采取一系列的控制手段，例如温度梯度沉积、不同方向沉积、非连续的沉积等方法，以获得高质量和高稳定性的NaA型分子筛膜。
总之，NaA型分子筛膜的制备是一个复杂的工程，需要综合考虑多种因素的影响，以实现高质量和高效率的制备。
随着制备技术的不断发展和深入研究，相信在未来的应用领域中，NaA型分子筛膜将会发挥越来越重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
渗透汽化膜分离技术用于有机溶剂脱水，具有显著的节能减排优势，特别适用于共沸、近沸混合物的分离。
NaA分子筛膜的有效孔径为0 .41 nm，大于水分子直径而小于绝大多数有机物分子的直径，且其亲水性强，特别适用于有机溶剂渗透汽化脱水。
NaA分子筛膜因其在渗透汽化脱水方面的优异性能引起人们的广泛关注，自上世纪90年代初国内外众多研究者致力于NaA分子筛膜制备与应用技术的开发，至今已有近二十年的历史。
目前，NaA 分子筛膜渗透汽化脱水技术已经有许多应用实例，国际上已经有商业化的膜及其成套装备出售。
背景技术介绍：
1999年，日本有公司利用日本山口大学Kita教授的专利技术开发出NaA分子筛膜产品，率先将NaA分子筛膜渗透汽化脱水技术推向工业应用，建立了首套NaA分子筛膜工业脱水装置。
随后该公司相继建立了60多套NaA分子筛膜渗透汽化装置，广泛应用于化工、医药、食品、微电子等领域。
德国某公司从2002年开始采用日本该公司生产的NaA 分子筛膜开发乙醇脱水工艺，并建立了大型的渗透汽化脱水装置。
德国另一家公司也成功研制出高性能的四通道NaA分子筛膜产品。
目前，国际上能够提供NaA分子筛膜商业化产品仅有少数几家公司，分布在日本及德国。
我国对NaA分子筛膜的研究与应用起步较晚，近几年得到研究者的广泛关注并取得了较快的发展。
2009年，国内大学开始与公司合作建成年产12万根管式支撑体工业化生产线，实现了我国分子筛膜的规模化生产。
2011年底，又建成了10000 ㎡/年的NaA分子筛膜规模化生产线，专门从事分子筛膜的生产和应用推广，已经成功设计200多套渗透汽化及蒸汽渗透脱水装置并投入使用。
但是现有技术中，存在着NaA分子筛膜在制膜之后分离效果需要进一步提高的迫切需求。
摘要：
这种新型设备是涉及NaA分子筛膜的制膜液生产装置及分子筛膜的制备装置，属于分子筛膜制备技术领域。
包括制膜液生产装置以及水热合成釜（13），所述的制膜液生产装置包括：配料釜（6），用于配制制膜液；搅拌装置（9），置于配料釜（6）内部，用于对制膜液进行搅拌；变频电机（1），连接于搅拌装置（9），用于使搅拌装置（9）进行转动；变频器（2），连接于变频电机（1），用于控制变频电机（1）的转速；配料釜夹套（7），位于配料釜（6）外壁上，用于对制膜液降温；输送泵（4）、配料釜夹套（7）与冷凝器依次连接构成一个闭合管路。
利用该方法合成的NaA分子筛膜与国内外合成的NaA 分子筛内膜的性能相比，重复性高，性能优良。
工艺流程如下：
这种新型设备经过研究后发现：在配制分子筛膜的合成液的过程中，由于剧烈搅拌引起的升温会促进铝源和硅源的反应，实质性地会引起制膜液中的有效成分的降低，导致其在膜制备过程中有效成分降低，从而影响NaA分子筛膜的整体性能，该设备在配制分子筛膜制膜液的过程中，在剧烈搅拌阶段采用降温的方式，减轻铝源和硅源的反应，可以使最终合成的分子筛膜的分离性得到提高。
更进一步发现，如果在偏高的温度或者偏短的时间内对NaA 分子筛膜的制膜溶液进行搅拌处理，由于晶核未大量形成，从而影响水热晶化过程中NA分子筛晶体的生长速率，因此本设备发现通过采用低温和低速搅拌下进行陈化处理制膜液，可
以有效地提高制膜的质量。
工艺流程图如下：
新型提供的制膜合成液的制备装置
另一种制膜合成液的制备装置
水热合成釜的装置
产品优势如下：
采用新型技术方案合成出长度为800mm的NaA分子筛膜，脱水性能经过渗透汽化技术表征结果表明，在操作温度为70 ℃，料液为水含量为10 wt.%的乙醇/水溶液体系时，该膜的分离因子>10000，通量>2 .5 kg·h–1·m–2，兼具有高的选择性和渗透通量。
与现有技术相比，本实用新型创新性地提出利用配料釜的冷却循环和变频搅拌，解决了在制备NaA 分子筛制膜溶液制备过程中存在的温升和陈化的问题，并且该方法简单、易行。
利用实用新型的方法合成的NaA分子筛膜与国内外合成的NaA分子筛内膜的性能相比，重复性高，性能优良，同时由于制膜使用的药品为工业级原料，使得制膜成本大幅度降低，适合规模化工业生产。
江苏九天高科技股份有限公司是集研发、生产、销售、服务于一体的国家高新技术企业，致力于提供溶剂分离整体解决方案和优质服务，可用于生物医药、石油化工、精细化工、新能源等领域的有机溶剂分离和提纯。
公司自主开发出针对不同应用领域和应用体系的溶剂分离及脱水工艺，通过成套化、标准化的系统研究与开发，实现了预处理系统、分离及脱水系统、节能系统、加热制冷系统和控制系统的模块化集成和全自动化控制。
公司提供从技术研
发、工艺设计、设备制造、工程实施、项目运营在内的定制化溶剂分离整体解决方案，欢迎新老客户来电垂询，莅临考察。