分子筛及其膜进展
分子筛膜渗透蒸发技术研究进展
ｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ，ｐ ｅ ｓ ｒ ｒ ｓ ｕ ｅ，ｃ ｍ ｐ ｓ ｔ ｎ，ｗｈ ｃ ｆ ｃ ｅ ｈ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｍｅ ｏ ｏ ｉｉ ｏ ｉ ｈ ａ ｆ ｔ ｄ ｔ ｅ ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｒ ｐ ｒｉ ｓ ｏ ｍｂ ａ ｅ ．Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｏ ｒ ａ ｃ ｄ ｈｙ ｅ ｒｎ ｓ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｎ ｏ ｇ ｎｉ ｅ —
（ ｏｌ ｅｏ ｅｏ ｒｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｓｕｃ ｓ ｄＥ ｖｒ ｍｅｔｌ ｎｉ ｅｉ ， ｈｎＵ ｉｅｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ Ｒ ａ ｏ ｎ ｎ ｉ Ｓ ｅ ｏ Ｈ ｂ ｉ ｈ ｎ４ ０ ８ ， ｈｎ ） ｕ ｅ Ｗｕ ａ ３ ０ Ｃ ｉａ １
温度 、 压力 、 组成 等对 渗透蒸 发膜分离性能的影响因素 ， 介绍 了分子筛膜渗 透蒸发技术 在有机溶 剂脱水 、 中脱 除有机物和有 机混合 水 物分离 等方 面的应用 ， 展望 了分子筛膜在 渗透 蒸发膜分离技术 中的发展方 向。
关 键词 ： 渗透蒸发 ； 子筛膜 ； ； 分 机理 应用
２１ ０ ０年 ３ ８卷第 １ １期
广 州化 工
． １ ３．
分 子 筛 膜 渗 透 蒸 发 技 术 研 究 进 展
生理学分子筛的名词解释
生理学分子筛的名词解释生理学分子筛是一种在生物学领域应用广泛的技术，用于筛选和筛除特定的分子，以研究细胞和生物体的生理过程。
它基于细胞膜的选择性渗透性，通过选择性通道和载体蛋白的作用，实现对特定分子的筛选和传输。
本文将介绍生理学分子筛的原理、应用和未来发展方向。
生理学分子筛的原理主要基于生物膜的结构和功能。
生物膜由脂质双层和蛋白质组成，在细胞内外建立了一个半透膜。
脂质双层通过疏水作用排斥水分子，使得水溶性分子难以通过。
而细胞膜上的蛋白质通道和载体蛋白则具有选择性地允许特定分子的通过。
这种选择性在维持生物体内稳态中起着重要的作用，同时也为生理学分子筛提供了理论基础。
生理学分子筛的应用非常广泛，可以用于研究细胞对外界环境的感应和应答机制，以及细胞之间的相互作用。
例如，通过筛选特定的信号分子，可以研究细胞在胁迫条件下的保护机制，以及细胞间的信号传递过程。
此外，生理学分子筛还可以用于药物筛选和创新。
通过筛选特定的药物分子，可以研究其对细胞和生物体的作用机制，从而为新药的研发提供理论指导。
近年来，随着生物技术和生物信息学的快速发展，生理学分子筛的应用领域也在不断扩大。
例如，通过整合大数据和机器学习算法，可以对海量的分子信息进行高效筛选和分析。
这种技术的发展使得生理学分子筛在药物研发、基因编辑和生物工程等领域发挥了重要作用。
未来，生理学分子筛可能会进一步结合纳米技术和生物传感器，实现对单细胞甚至单分子的精确筛选和监测，从而推动生命科学的深入发展。
总之，生理学分子筛是一种在生物学领域中应用广泛的技术，通过选择性通道和载体蛋白的作用，实现对特定分子的筛选和传输。
它在研究细胞和生物体的生理过程、药物研发和生物工程等方面发挥了重要作用。
随着生物技术和生物信息学的发展，生理学分子筛的应用领域也在不断拓展。
未来，生理学分子筛有望结合纳米技术和生物传感器，实现对单细胞甚至单分子的精确筛选和监测，推动生命科学的进一步发展。
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。
基于分子筛的纤维膜及其制备方法和应用
基于分子筛的纤维膜及其制备方法和应用基于分子筛的纤维膜的制备方法有多种，包括浸渍法、溶液旋转法和电纺法等。
其中，浸渍法是最常用的制备方法之一、首先，将分子筛材料制成粉末状，并与溶剂混合形成溶胶。
然后，将纤维基材浸入溶胶中，使其完全浸渍。
最后，通过干燥和烧结等步骤，制备出具有分子筛薄膜的纤维膜。
基于分子筛的纤维膜的应用非常广泛。
首先，它可以应用于气体分离领域。
分子筛具有不同孔径大小和形状，可以选择性地吸附和分离特定的气体分子。
例如，通过选择性吸附二氧化碳分子，基于分子筛的纤维膜可以用于工业废气处理和二氧化碳捕获等环保应用。
其次，它还可以应用于液体分离领域。
分子筛膜具有优异的渗透性能和高分子截留率，可用于脱盐、离子交换和有机物分离等液体处理过程。
另外，基于分子筛的纤维膜也可以用于催化反应和化学传感器等领域。
基于分子筛的纤维膜具有许多优点。
首先，它具有高选择性和高分离效率。
分子筛材料具有精确的孔径和孔结构，可以选择性地吸附和分离目标分子。
其次，它具有较高的渗透性能。
纤维膜结构能够提供较高的通量，同时保持较高的分离性能。
此外，基于分子筛的纤维膜还具有良好的化学稳定性和机械强度，能够在不同的环境条件下稳定工作。
总之，基于分子筛的纤维膜是一种具有高效分离性能和广泛应用潜力的薄膜。
它通过选择性吸附和分离分子，可以应用于气体分离、液体分离等领域。
随着分子筛材料的不断发展和制备方法的改进，基于分子筛的纤维膜将在环境保护、化学工程等领域发挥更加重要的作用。
分子筛催化剂的发展及研究进展
分子筛催化剂的发展及研究进展摘要：分子筛是一种具有特定空间结构的新型催化剂，具有活性高、选择性好、稳定性和抗毒能力强等优点，因此，近几十年来它作为一种化工新材料发展的很快，应用也日益广泛。
特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用。
本文介绍了几种常见的分子筛及应用前景，并对分子筛的性能做了详尽的概述［1］。
关键词：分子筛；催化剂；应用；性能Development and research of the molecular sieve catalystAbstract：Zeolite is a new catalyst with specific spatial structure, with high activity, good selectivity, advantages, stability and antitoxic ability etc. Therefore, in recent decades, as a kind of new material chemical development soon, have been widely applied in. Especially as industrial catalysts in refining and petrochemical petroleum plays a very important role. This paper introduces the composition and application of molecular sieve, and the properties of molecular sieves as described in detail.Key words：Molecular sieve；catalyst；application；performance1.分子筛的发展现状所谓分子筛催化剂，就是将气体或液体混合物分子按照不同的分子特性彼此分离开的一类物质，实际上是一些具有实际工业价值且具有分子筛作用的沸石分子筛，构成沸石分子筛基本结构特征主要是硅氧四面体和铝氧四面体，这些四面体交错排列形成空间网状结构，存在大量空穴，在这些空穴内分布着可移动的水分和阳离子。
分子筛在生物领域的研究进展
介孔分子筛在生物、医药领域的研究进展摘要：综述了近几年有序介孔材料在生物学上的应用。
主要介绍了介孔材料在：酶的固定化、生物传感器、药物的缓释等领域应用，并对有序介孔材料中的应用前景进行了展望。
关键词：介孔材料酶固定化生物传感器药物释放Keywords: mesoporous materials immobilized enzyme biosensor drug release引言1992年介孔分子筛M41S的发现[A]，为有序介孔分子筛在生物领域应用奠定了基础。
按照国际纯粹与应用化学协会(IUOAC)的定义【B】，孔径在2～50nm 范围的材料称为介孔（中孔）材料。
由于介孔氧化硅孔道表面含有丰富的硅羟基，人们通过化学修饰的方法将一些生物分子引入孔道、或将其包埋，从而合成新型材料。
介孔材料具有较大的比表面积，较窄的孔径分布和可调变的孔径等优点【2】。
使其在生物催化[3]，吸附分离[4]，传感器、药物释放、生物材料[5]等领域具有良好的发展前景。
工业催化中生物酶逐渐取代传统化学催化剂，酶催化的高效性和高选择性可以完成传统催化剂所不能胜任的位点专一性、化学专一性、立体专一性等【6】。
然而，要实现酶生物催化剂的工业应用，关键问题是酶的固定化。
固定化没便于连续化和自动化的。
因而具有更加广阔的应用前景。
纳米技术逐步进入电分化和生物传感器领域，引发了突破性进展，其中介孔材料对其也起到重要的作用【7】。
SiO2无生理毒性、生物相容性好等优点是的介孔材料在药物释放，生物材料反面有很大的潜力。
Abstract: The recent years of ordered mesoporous materials in biological applications. Mainly introduces the mesoporous materials: enzyme immobilization, biosensors, in areas such as drug release, and ordered mesoporous materials, the application prospect.一、酶在介孔材料上的固定化分子筛孔道内的硅羟基具有一定的化学活性，酶分子可以通过物理吸附、掺杂金属离子、有机官能团化、包埋法等将酶固定在分子筛上[7，8]。
离子热法合成分子筛的研究进展
2012Chinese Journal of Catalysis Vol. 33 No. 1文章编号: 0253-9837(2012)01-0039-12 国际版DOI: 10.1016/S1872-2067(11)60343-4 综述: 39~50离子热法合成分子筛的研究进展王亚松1,3, 徐云鹏1, 田志坚1,2,*,林励吾21中国科学院大连化学物理研究所洁净能源国家实验室, 辽宁大连 1160232中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室, 辽宁大连 1160233中国科学院研究生院, 北京 100049摘要: 离子热法是以离子液体或低共熔混合物为介质的一种新型的分子筛合成方法, 它提供了一种离子态的独特合成环境, 为合成新型分子筛及研究分子筛的生成机理提供了机会. 本文综述了离子热法在分子筛合成方面取得的一些进展, 包括合成方法的创新、合成机理的研究、新材料的合成以及新型催化剂的制备等, 并展望了其发展前景.关键词: 离子热合成; 分子筛; 微波加热; 催化剂; 结构导向剂; 离子液体中图分类号: TQ031.2; O643文献标识码: A收稿日期: 2011-09-22. 接受日期: 2011-11-07.*通讯联系人. 电话/传真: (0411)84379151; 电子信箱: tianz@基金来源: 国家自然科学基金 (20903092, 21001102).本文的英文电子版(国际版)由Elsevier出版社在ScienceDirect上出版(/science/journal/18722067).Research Progress in Ionothermal Synthesis of Molecular SievesWANG Yasong1,3, XU Yunpeng1, TIAN Zhijian1,2,*, LIN Liwu21Dalian National Laboratory for Clean Energy, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences,Dalian 116023, Liaoning, China2State Key Laboratory of Catalysis, Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, Liaoning, China 3Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, ChinaAbstract: Ionothermal synthesis is a new method for the synthesis of molecular sieves and it takes advantage of an ionic liquid or a deep eutectic mixture as a medium. Ionothermal synthesis offers an ionic environment and an opportunity to obtain novel molecular sieves and determine the mechanism of molecular sieve synthesis. A brief review about the progress in the ionothermal synthesis of molecular sieves is summarized and includes innovations in the synthesis method, determination of the synthesis mechanism and the preparation of novel mo-lecular sieves and new catalysts. Future development in the ionothermal synthesis of molecular sieves is also discussed.Key words: ionothermal synthesis; molecular sieves; microwave heating; catalyst; structure directing agent; ionic liquidsReceived 22 September 2011. Accepted 7 November 2011.*Corresponding author. Tel/Fax: +86-411-84379151; E-mail: tianz@This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (20903092, 21001102).English edition available online at Elsevier ScienceDirect (/science/journal/18722067).分子筛材料具有规则的孔道结构和离子交换性能, 广泛应用于催化、吸附分离等领域, 其合成主要采用水热法和溶剂热法[1~3]. 为了合成新结构、新性能的分子筛, 探索新的合成方法一直是分子筛材料科学的重要研究方向. 2004 年, Cooper 等[4]报道了一种以离子液体或低共熔混合物为介质的分子筛合成新方法——离子热合成法, 为新型分子筛材料合成及其合成机理的研究开辟了新途径.离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”, 具有许多独特的性质: (1) 离子液体液程宽、挥发性低、不易燃, 因此离子热合成可以在常压下进行, 从而降低了分子筛合成的压力风险, 为合成机理40 催 化 学 报 Chin . J . Catal ., 2012, 33: 39–50的研究提供了便利, 有利于进行因水热合成的高压而无法进行的原位表征; (2) 离子液体有机阳离子与分子筛合成常用的有机胺结构导向剂结构相近, 可以兼作溶剂和结构导向剂, 而且其种类繁多, 分子结构可设计, 增加了合成的可控变量, 为创制新材料提供了新平台; (3) 离子液体具有强极性和导电性, 不但提供了一种与分子溶剂不同的离子态新型合成环境, 而且离子热合成更易于与微波等电磁技术结合, 可以赋予合成以新特性.目前, 离子热法在合成磷酸盐分子筛材料方面取得了较大进展. 除了一些已知结构的磷酸铝[4~13]和杂原子磷酸铝分子筛[14~18], 一系列新结构的磷酸盐[19~27]、亚磷酸盐[28~30]和有机膦酸盐[31~32]等分子筛或类分子筛空旷骨架材料也相继被合成出来. 离子热法合成磷酸盐分子筛材料的研究也加深了人们对分子筛合成机理的认识[33~36]. 本文主要针对离子热法在分子筛晶化机理和新材料合成等方面的进展进行综述.1 离子热合成中结构导向作用的研究在水热或溶剂热法合成分子筛过程中, 经常需要添加胺、季铵盐、有机大分子等结构导向剂[37]. 结构导向作用是分子筛合成研究的主要问题. Cooper 等[4]和 Parnham 等[21]首次在溴化 1-甲基-3-乙基咪唑 ([Emim]Br) 离子液体中合成出了两种新结构的 SIZ-1 和 SIZ-6, 以及两种已知结构的 SIZ-3 (AEL) 和 SIZ-4 (CHA) 等多种微孔磷酸铝分子筛, 并指出离子液体兼具溶剂和结构导向剂的作用. 进一步还研究了在不同链长烷基取代基的咪唑溴离子液体中 CHA 结构的磷酸铝分子筛的合成, 认为离子液体阳离子在 HF 酸存在下分解, 生成的 1,3-二甲基咪唑阳离子导向了 CHA 结构的生成[5]. 1.1 胺的结构导向作用Wang 等[7]对比研究了[Emim]Br和溴化 1-甲基-3-丁基咪唑离子液体 ([Bmim]Br) 中磷酸铝分子筛的合成, 发现离子液体阳离子尺寸影响所合成分子筛的结构, 1-甲基-3-乙基咪唑导向生成十元环结构的 AEL (AlPO 4-11) 分子筛, 而阳离子尺寸较大的 1-甲基-3-丁基咪唑离子液体同时导向生成 AEL 和十二元环的 AFI (AlPO 4-5) 分子筛. 向[Bmim]Br 离子热体系中添加正二丙胺等有机胺可以改变晶化动力学, 合成出纯相的 AFI 分子筛 (见图 1). 固体核磁 (NMR) 结果发现, 离子液体与胺协同发挥结构导向作用, 共存于分子筛孔道之中. 1H NMR 结果表明, 离子液体阳离子与胺分子之间存在氢键作用, 从而改变了离子液体阳离子与无机骨架物种间的非键作用, 影响晶化动力学, 同时二者也可能形成超分子导向大孔或低骨架密度的产物. Pei 等[9]继续增加胺的浓度, 得到了骨架密度更低的三维交叉孔道的 LTA 结构磷酸铝分子筛. Xu 等[34]通过 NMR 技术结合理论计算研究了添加有机胺的 1-甲基-3-丁基咪唑体系中分子筛晶化的演变规律, 也证实了离子液体阳离子与胺分子之间存在相互作用, 胺在离子液体中的浓度变化导致不同结构的磷酸铝分子筛成核晶010********60708090100R e l a t i v e c r y s t a l l i n i t y (%)Time (min)R e l a t i v e c r y s t a l l i n i t y (%)Time (min)图 1 [Bmim]Br 离子液体中微波加热合成分子筛的晶化曲线Fig. 1. Crystallization curves of AlPO 4-5 and AlPO 4-11 in [Bmim]Br upon microwave heating using synthesis mixtures with the following composi-tion: Al 2O 3:2.55P 2O 5:0.6HF:20[Bmim]Br:x n-DPA. (a) x = 0; (b) x = 1.2. 王亚松等: 离子热法合成分子筛的研究进展 41化.Wang 等[7]还利用离子液体液程宽的特点, 研究了 280°C 高温晶化条件下分子筛晶化的演变, 发现随着晶化时间的延长, 晶化产物由 AFI 结构转为AEL和 ATV 结构. 结果表明, 有机胺的结构导向作用除了表现在可以提高分子筛的生成速率, 而且与离子液体共同填充于分子筛孔道中, 起稳定晶体结构、抑制亚稳态的分子筛结构向热力学稳定的无机致密相转变的作用.综上可见, 通过调节离子液体和有机胺的种类和用量以控制无机物种的组装, 从而得到不同拓扑结构的产物, 不但证明了离子液体本身以及有机胺等添加物在离子热合成中的结构导向作用, 而且为分子筛合成过程中结构导向作用的理论研究以及新结构分子筛材料的离子热合成奠定了基础.1.2 离子液体的结构导向作用Ma 等[22]研究了含氟的[C n MIm]Br (n = 2–6) 系列离子液体体系中 LTA 结构磷酸镓分子筛的合成, 发现离子液体阳离子烷基取代基的链长还能影响磷酸镓分子筛晶体尺寸和形貌,表现出“外模板作用”.在[Emim]Br离子液体中合成的 GaPO4-LTA 分子筛为棱长约 200 μm 的正八面体单晶颗粒, 而随离子液体烷基取代基链长的增加, GaPO4-LTA 产物晶粒逐渐变小并且结晶度下降, 形貌也由正八面体转为立方体[22]. 研究表明, 这种“外模板作用”与离子液体阳离子和 GaPO4-LTA 分子筛骨架之间内在的相互作用有关. 13C CP/MAS NMR 结果显示, 离子液体阳离子存在于 GaPO4-LTA 分子筛孔道中, 但除了离子液体阳离子的特征峰外, 在[C2MIm]Br 中合成的 GaPO4-LTA 还在δ = 49.8 和 57.8 处出现了两个新的谱峰, 表明离子液体阳离子与 LTA 骨架间存在强的相互作用, 产生新的化学位移, 而随离子液体阳离子烷基取代基碳链的增长, 这种相互作用逐渐减弱, 相应的这两个峰减弱并最终消失. 71Ga MAS NMR 结果显示, F−进入分子筛骨架中部分双四元环结构单元, 与 Ga 配位, 形成五配位 Ga, 并导致GaPO4-LTA 骨架带有负电荷而与离子液体阳离子相互作用. 这种相互作用的强度与离子液体阳离子的电荷密度相关, 短碳链取代基阳离子的电荷密度较高, 与分子筛骨架相互作用强; 随烷基取代基碳链增长, 阳离子正电荷变得分散, 与 LTA 骨架作用减弱 (见图 2). 强的相互作用可能导致强的结构导向作用, 稳定分子筛晶体, 导致大单晶的形成. 同时结合 X 射线衍射 (XRD) 的结果还可以发现, 这种强的相互作用抑制了 LTA(200) 晶面的生长, 得到正八面体形貌的产物; 随相互作用逐渐减弱, LTA 各晶面的生长速率趋于相等, 产物形貌逐渐向立方体转变. 另外, 离子液体阳离子的烷基取代基的碳链长不同, 使其极性发生变化, 导致体系内极性区与非极性区分布不均匀, 也可能影响分子筛晶化动力学, 致使产物的形貌尺寸发生变化.上述研究为分子筛合成中的结构导向作用增加了新的解释, 同时也提供了一种通过选择结构导向剂、调变结构导向剂与分子筛骨架相互作用、控制分子筛晶粒的尺寸和形貌的合成新策略.2分子筛合成过程中水的影响水在分子筛的合成过程中具有至关重要的作用. Oliver 等[38]曾在溶剂热条件下考察了水对分子筛结构的影响, 认为水的加入量影响原料的水解程度, 从而影响产物的结构. 但是由于水热和溶剂热体系本身含有大量水, 水对分子筛晶化过程的影响一直难以研究, 缺乏明确的实验证据. 而离子热体系中离子态的新型合成环境为研究水在分子筛合成过程中的作用提供了机会. Ma 等[33]巧妙选择合成起始原料, 设计了完全不含水的 AlOOH-NH4H2PO4- NH4F-[BMIm]Br/[EMIm]Br 离子热合成磷酸铝分子筛体系, 通过向此体系中加入反应剂量的水, 考察了水在分子筛合成过程中的作用.在无水条件下, 分子筛的成核和晶化都很缓慢, 并呈自催化现象; 而向合成体系中添加反应剂量的GaPO+0.41+0.21图2 GaPO4-LTA骨架与离子液体阳离子间的相互作用Fig. 2.Interaction between the GaPO4-LTA framework and the ionic liquid cations.42 催 化 学 报 Chin . J . Catal ., 2012, 33: 39–50水, 晶化诱导期缩短, 分子筛的成核和晶化速率显著提高[36]. 水解和缩聚是分子筛的合成过程中两个最基本的反应, 而质子和羟基能够诱导这两个反应的发生[39]; 水不但是 H +和 OH −离子的来源, 而且也是 H +和 OH −以水合离子形式传递的载体[40,41]. 无水情况下, 经过相对较长的诱导过程, 原料间缓慢反应生成微量的水, 生成的水作为催化剂进一步促进了水解和缩聚反应, 导致分子筛产物的生成. 反应剂量的水或其它极性物种的加入可以极大地促进分子筛的成核和晶化过程. Ng 等[36]详细明确地提供了水对分子筛晶化极度重要作用的实验证据, 加深了对分子筛合成机理的认识. Wragg 等[35]也系统研究了在离子热法合成分子筛过程中水浓度对产物结构的影响, 发现少量水的加入有利于分子筛结构的生成.离子热合成是在离子态这种独特的环境下进行的, 它为研究各种反应组分以及添加剂对分子筛合成的影响提供了新的视角, 推动了分子筛合成机理研究的发展.3 离子热法合成新结构的分子筛在离子热合成体系中, 改变离子液体和添加 F −、胺等物质, 调变合成变量均能够影响产物的结构. Morris 等先后合成了含有阻断结构的 SIZ-1 和 SIZ-2[4]、层状结构的 SIZ-6[21]、SIV 结构的 SIZ-7[20]、链状磷酸铝化合物 Al(H 2PO 4)2F [42]以及一系列的磷酸铝和磷酸镓[19]等新型结构的磷酸盐分子筛材料. Xing 等[43]在离子热体系中通过添加 N -甲基咪唑合成了 Al/P 比为 6/7 的新型阴离子骨架结构的磷酸铝材料 JIS-1. Wei 等[28]通过添加氨水采用离子热法, 合成了新型层状磷酸镍材料 DRM-1. 3.1 离子热法合成超大微孔-CLO 磷酸铝分子筛基于通过选择离子液体种类及调节有机胺添加种类和用量调控所合成分子筛产物骨架密度的合成设想, Wei 等[20]在[Emim]Br离子液体中, 通过调节 1,6-己二胺的添加量, 合成出了迄今为止最大孔径的磷酸铝分子筛 DNL-1 (Dalian National Laboratory Number One). Rietveld 全谱拟合结构精修法联合 NMR 等技术解析结构得出该分子筛为-CLO 结构, 具有 20 元环的超大孔开口 (见图 3).以往超大孔结晶磷酸铝分子筛只有 18 元环 VFI 结构的 VPI-5 和 14 元环 AET 结构的 AlPO 4-8[44,45], 而已知的-CLO 结构分子筛只有磷酸镓分子筛 Cloverite 以及 Zn, Mn 等杂原子取代的 Cloverite [46,47]. DNL-1 属立方晶系, 晶胞参数 a = 5.1363 nm, Al–O 键长 0.174 nm, P–O 键长 0.159 nm (磷酸镓分子筛 Cloverite Ga–O 键长 0.181 nm, P–O 键长 0.152 nm). 13C CP/MAS NMR 结果显示, 离子液体阳离子和 1,6-己二胺存在于 -CLO 结构中并保持完整, 19F MAS NMR 结果表明, F –存在于分子筛产物中, 所以离子热法合成 DNL-1 分子筛是在离子液体、胺和 F –共同结构导向作用下生成的. 热重和原位 XRD 结果表明, DNL-1 分子筛具有良好的热稳定性, 在 950 o C 左右转晶为致密相, 脱除模板剂的 DNL-1 在 60% 湿度的空气中放置可达 6 d. DNL-1 还具有较高的比表面积 (631 m 2/g)、微孔孔体积 (0.20 m 3/g) 和介孔孔体积 (0.22 m 3/g), 预期 DNL-1 在大分子催化以及气体分离、储存等领域有着广阔的应用前景.two unintersecting three-dimensionalchannel system with 20-ring and 8-ringlta cageclo cage(3 nm)图 3 DNL-1 分子筛的结构图Fig. 3. The framework structure of DNL-1 王亚松等: 离子热法合成分子筛的研究进展 433.2 离子热法合成杂原子磷酸铝分子筛及其催化性能磷酸铝分子筛骨架由 AlO4 和 PO4 四面体严格交替组成, 呈电中性[48], 不具有离子交换性能和酸性. 只有在其骨架中的 Al 和 P 部分被 Si 以及其它金属元素 (Mg, Co 等) 取代后, 生成相应的杂原子取代磷酸铝分子筛, 才能应用于催化和吸附分离等领域[49,50]. Parnham 等[21]在添加氢氧化钴的条件下, 合成了 SOD, AEI 和新型 SIV 结构的 CoAPOs 分子筛. Wang 等[15]利用离子热法进行了杂原子磷酸铝分子筛的合成, 得到了含 Mg 的 MgAPOs 分子筛, 并以其为载体制备了 Pt/MgAPO-11 催化剂,研究了其催化应用.以醋酸镁为镁源, 在 1-甲基-3-丁基咪唑溴离子热体系中可以合成 AFI 和 AEL 结构的 MgAPOs 分子筛. 加入适量的胺, 合成了纯相的 MgAPO-11 分子筛. 胺作为助结构导向剂提高了 AEL 结构产物的选择性, 并且能够减少杂原子物种在孔道内的沉积, 改善 MgAPO-11 分子筛的酸性. 醋酸镁的添加量对分子筛产物的形貌、比表面积、孔体积以及酸性等也都具有显著的影响. 将 Pt 负载在离子热制备的 MgAPO-11 分子筛上, 所得的 Pt/MgAPO-11 催化剂在十二烷烃临氢异构化反应中表现了高的异构化活性和选择性.离子液体作为一种离子溶剂, 对无机盐的溶解有新的特性, 而且离子热合成在无水体系中进行, 能够避免某些过渡金属盐在水存在条件下的快速水解而形成沉淀难以进入骨架的现象, 因此离子热法在合成杂原子分子筛方面应该有大的发展空间.4微波促进离子热法合成分子筛微波加热具有快速、均匀等特点, 应用于分子筛的水热合成表现出可以改变晶化选择性, 提高晶化速率的优点[51]. 但是微波透明的材料, 如聚四氟乙烯、石英、玻璃等, 往往不能承受水热过程的自生压力, 因此限制了微波水热合成方法的应用.由于离子液体本身是一种离子导体, 与电磁波相互作用比水更强, 而且离子液体蒸汽压极低, 如果将微波加热与离子热合成分子筛结合, 可以降低对反应容器材质承压能力的要求. 因此, Xu 等[6]首次将微波加热应用于离子热合成, 报道了一种快速、安全的合成方法——微波促进离子热合成法. 结果显示, 微波离子热法合成提高了分子筛的晶化速率, 使合成时间从常规加热的数十小时迅速减少到几分钟, 并且得到与常规加热条件下不同形貌和更高结晶度的产物. 微波与离子液体作用是一种电阻加热形式, 与常规的传导式加热相比, 升温速率高且更均匀, 因而可能促进原料在离子热体系中的溶解, 从而加速了原料间的反应和分子筛结构的形成. Wragg 等[52]采用微波离子热法合成了具有 CHA 结构的SIZ-4 分子筛, 并计算出产物的生成速率常数大约是常规加热条件下的 10 倍, 也证明了该方法快速合成的特点. Lin 等[53]利用微波离子热合成法合成了金属有机骨架, 与常规加热的条件相比提高了产物的产率和纯度. 基于微波离子热合成法的常压合成和较快的合成速率, Cai 等[54]在微波加热条件下于[Emim]Br离子液体中合成了 AEL 结构的分子筛膜, 该分子筛膜具有优异的耐腐蚀性.微波离子热合成法是以“绿色”溶剂为介质的一种“绿色”、安全、高效的新型合成方法, 在合成分子筛材料、分子筛功能膜等方面有很强的应用潜力. 5离子热法合成硅铝分子筛离子热合成研究在磷铝分子筛合成方面取得了诸多成果, 但是在硅铝分子筛合成方面的进展有限. 可能原因有: 首先, 在常用的咪唑基离子液体体系中, 部分硅物种溶解性较差[55,56], 一些能够溶解的硅物种发生水解和缩聚反应的速率极其缓慢, 不利于分子筛结构的形成; 其次, 硅铝分子筛的水热合成一般是在强碱性条件下进行的[57], 若向常用离子液体体系中添加诸如 NaOH 等具有强碱性的物质, 会导致离子液体分解[58]. 但是, 通过向常用离子液体体系中引入水或将常用离子液体功能化, 则能够在离子液体中合成出硅铝分子筛.马英冲等[59]首先将铝酸钠和硅酸钠在碱性溶液中混合成硅铝胶, 然后将此硅铝胶与[Emim]Br 混合, 在敞口容器中 50~150 °C 条件下晶化, 制备出了SOD 结构的硅铝分子筛. 在该合成体系中, 水和[Emim]Br 离子液体的摩尔比约为 2.5, 所以这并不是严格意义上的离子热合成[35]. 离子液体作为溶剂并未起到明显的空间填充作用或结构导向作用. 由于所用离子液体具有亲水性, 硅铝胶加入到离子液44 催化学报Chin. J. Catal., 2012, 33: 39–50体后, 其中的水向离子液体扩散, 相对来说, 晶化前驱体中水的含量减少, 硅铝胶浓度增大, 导致骨架密度大、孔小的 SOD 结构硅铝分子筛的生成. Cai 等[60]将由硅酸乙酯、四丙基氢氧化铵、水和乙醇制得的溶胶通过冷冻干燥制备成干凝胶, 然后将此干凝胶分散于[Bmim]Br 离子液体-水体系中, 采用微波加热, 175 °C 条件下晶化, 常压合成出了 MFI 结构的全硅分子筛. 在该合成体系中, 可能是由于[Bmim]Br 离子液体的亲水性, 减少了水分的蒸发, 保持了干凝胶晶化所需的水量, 从而促进分子筛结构的形成. 上述两个在离子液体中合成硅铝分子筛的例子均表明水具有重要的作用, 但是对其机理的理解还需要对离子液体和水之间具体的热力学相互作用进行深入的研究. Wheatley 等[61]通过离子交换[Bmim]Br 离子液体, 制得[Bmim]OH0.65Br0.35 功能化离子液体, 再添加适量的硅酸乙酯、氢氟酸和反应计量的水, 于 170 °C 晶化制得 MFI 和 TON 结构的全硅分子筛. 该体系的合成环境与水热合成全硅分子筛时相似, 均含有大量的 OH−, 从而有可能促进硅源在离子液体中的溶解、水解和缩聚反应, 进而导向生成 MFI 和 TON 型全硅分子筛.离子液体的种类超过百万, 而当前应用于离子热合成研究的离子液体仅以咪唑基或吡啶基离子液体为主. 所以开发更多种类的离子液体、探索合适的反应条件, 离子热法合成硅铝分子筛有可能实现. 6离子热法合成分子筛的展望离子热法作为一种高效、安全的分子筛合成新方法, 显示了强大的合成优势, 为分子筛合成的研究带来新的机会. 虽然离子热合成的研究取得了一些进展, 但是总体来说还处于不成熟阶段, 例如, 离子液体的种类很多, 而目前使用的种类很少, 所以开发更多种类的离子液体用于新结构、新性能的分子筛、杂原子分子筛等材料的合成还有待于进一步探索; 由于离子液体在合成过程中既是溶剂又是模板剂, 所以使用具有手性特征的离子液体来合成手性分子筛材料是有可能的; 使用两种或几种不同性质 (例如, 亲水性和疏水性) 的离子液体共同作为介质, 有可能合成出新颖的分子筛材料; 硅铝分子筛在工业上的应用比较广泛, 但很少采用离子热法合成, 所以离子热法合成硅铝分子筛也值得探索. 总之, 进一步发掘离子热合成的特点, 以拓展离子热合成的应用范围, 是今后离子热合成法的发展方向.参考文献1Davis M E. Nature, 2002, 417: 8132Davis M E, Lobo R F. Chem Mater, 1992, 4: 7563Cundy C S, Cox P A. Chem Rev, 2003, 103: 6634Cooper E R, Andrews C D, Wheatley P S, Webb P B, Wormald P, Morris R E. Nature, 2004, 430: 10125Parnham E R, Morris R E. Chem Mater, 2006, 18: 48826Xu Y P, Tian Zh J, Wang S J, Hu Y, Wang L, Wang B Ch, Ma Y Ch, Hou L, Yu J Y, Lin L W. Angew Chem, Int Ed, 2006, 45: 39657Wang L, Xu Y P, Wei Y, Duan J C, Chen A B, Wang B Ch, Ma H J, Tian Zh J, Lin L W. J Am Chem Soc, 2006, 128: 74328Pei R Y, Wei Y, Li K D, Wen G D, Xu R S, Xu Y P, Wang L, Ma H J, Wang B Ch, Tian Zh J, Zhang W P, Lin L W.Dalton Trans, 2010, 39: 14419Pei R Y, Tian Zh J, Wei Y, Li K D, Xu Y P, Wang L, Ma H J. Mater Lett, 2010, 64: 211810Pei R Y, Tian Zh J, Wei Y, Li K D, Xu Y P, Wang L, Ma H J. Mater Lett, 2010, 64: 238411裴仁彦, 徐云鹏, 魏莹, 温国栋, 李科达, 王磊, 马怀军, 田志坚, 林励吾. 催化学报 (Pei R Y, Xu Y P, Wei Y, Wen G D, Li K D, Wang L, Ma H J, Tian Zh J, Lin L W. Chin J Catal), 2010, 31: 108312Liu L, Li X P, Xu H, Li J P, Lin Z, Dong J X. Dalton Trans, 2009: 1041813Han L J, Wang Y B, Zhang S J, Lu X M. J Cryst Growth, 2008, 311: 16714徐云鹏, 田志坚, 徐竹生, 王炳春, 李鹏, 王少君, 胡玥, 马英冲, 李坤兰, 刘彦军, 余加佑, 林励吾. 催化学报 (Xu Y P, Tian Zh J, Xu Zh Sh, Wang B Ch, Li P, Wang Sh J, Hu Y, Ma Y Ch, Li K L, Liu Y J, Yu J Y, Lin L W. Chin J Catal), 2005, 26: 44615Wang L, Xu Y P, Wang B Ch, Wang Sh J, Yu J Y, Tian Zh J, Lin L W. Chem Eur J, 2008, 14: 1055116Parnham E R, Morris R E. J Am Chem Soc, 2006, 128: 220417Han L J, Wang Y B, Li C X, Zhang S J, Lu X M, Cao M J.AIChE J, 2008, 54: 28018Ng E P, Sekhon S S, Mintova S. Chem Commun, 2009: 166119Parnham E R, Drylie E A, Wheatley P S, Slawin A M Z, Morris R E. Angew Chem, Int Ed, 2006, 45: 496220Wei Y, Tian Zh J, Gies H, Xu R S, Ma H J, Pei R Y, Zhang W P, Xu Y P, Wang L, Li K D, Wang B Ch, Wen G D, Lin L W. Angew Chem, Int Ed, 2010, 49: 536721Parnham E R, Wheatley P S, Morris R E. Chem Commun, 2006: 38022Ma H J, Xu R S, You W S, Wen G D, Wang S J, Xu Y, Wang B Ch, Wang L, Wei Y, Xu Y P, Zhang W P, Tian Zh J, 王亚松等: 离子热法合成分子筛的研究进展 45Lin L W. Microporous Mesoporous Mater, 2009, 120: 278 23Liu L, Kong Y, Xu H, Li J P, Dong J X, Lin Z.Microporous Mesoporous Mater, 2008, 115: 62424Liu L, Wragg D S, Zhang H Y, Kong Y, Byrne P J, Prior T J, Warren J E, Lin Z J, Dong J X, Morris R E. Dalton Trans, 2009: 671525Liu L, Li Y, Wei H B, Dong M, Wang J G, Slawin A M Z, Li J P, Dong J X, Morris R E. Angew Chem, Int Ed, 2009, 48: 220626Jhang P C, Chuang N T, Wang S L. Angew Chem, Int Ed, 2010, 49: 420027Xing H Z, Li Y, Su T, Xu J, Yang W T, Zhu E B, Yu J H, Xu R R. Dalton Trans, 2010, 39: 171328Wei Y, Gies H, Tian Zh J,Marler B, Xu Y P, Wang L, MaH J, Pei R Y, Li K D, Wang B Ch. Inorg Chem Commun,2010, 13: 135729Xing H Z, Yang W T, Su T, Xu J, Li Y, Xu J, Nakano T, Yu J H, Xu R R. Angew Chem, Int Ed, 2010, 49: 232830Feng J D, Shao K Z, Tang S W, Wang R S, Su Z M.Crystengcomm, 2010, 12: 140131Tsao C P, Sheu C Y, Nguyen N, Lii H K. Inorg Chem, 2006, 45: 636132Hix G B, Turner A, Vahter L, Kariuki B M. Microporous Mesoporous Mater, 2007, 99: 6233Ma H J, Tian Zh J, Xu R S, Wang B Ch, Wei Y, Wang L, Xu Y P, Zhang W P, Lin L W. J Am Chem Soc, 2008, 130: 812034Xu R S, Zhang W P, Guan J, Xu Y P, Wang L, Ma H J, Tian Zh J, Han X W, Lin L W, Bao X H. Chem Eur J, 2009, 15: 534835Wragg D S, Slawin A M Z, Morris R E. Solid State Sci, 2009, 11: 41136Ng E P, Itani L, Sekhonb S S, Mintova S. Chem Eur J, 2010, 16: 1289037Zones S I, Hwang S J, Davis M E. Chem Eur J, 2001, 7: 199038Oliver S, Kuperman A, Ozin G A. Angew Chem, Int Ed, 1998, 37: 4639徐如人, 庞文琴, 于吉红, 霍启升, 陈接胜.分子筛与多孔材料化学. 北京: 科学出版社(Xu R R, Pang W Q, Yu J H, Huo Q Sh, Chen J Sh. Chemistry-Zeolites and Porous Materials. Beijing: Science press), 2004. 20340Marx D, Tuckerman M E, Hutter J, Parrinello M. Nature, 1999, 397: 60141Tuckerman M E, Marx D, Parrinello M. Nature, 2002, 417: 92542Parnham E R, Morris R E. J Mater Chem, 2006, 16: 3682 43Xing H Z, Li J Y, Yan W F, Chen P, Jin Z, Yu J H, Dai S, Xu R R. Chem Mater, 2008, 20: 417944Davis M E, Saldarriaga C, Montes C, Garces J, Crowder C.Nature, 1988, 331: 69845Dessau R M, Schlenker J L, Higgins J B. Zeolites, 1990, 10: 52246Estermann M, McCusker L B, Baerlocher C, Merrouche A, Kessler H. Nature, 1991, 352: 320 47Yoshino M, Matsuda M, Miyake M. Solid State Ionics, 2002, 151: 26948Wilson S T, Lok B M, Messina C A, Cannan T R, FlanigenE M. J Am Chem Soc, 1982, 104: 114649Corma A. Chem Rev, 1995, 95: 55950Hartmann M, Kevan L. Chem Rev, 1999, 99: 63551Tompsett G A, Conner W C, Yngvesson K S. ChemPhysChem, 2006, 7: 29652Wragg D S, Byrne P J, Giriat G, Ouay B L, Gyepes R, Har-rison A, Whittaker A G, Morris R E. J Phys Chem C, 2009, 113: 2055353Lin Z J, Wragg D S, Morris R E. Chem Commun, 2006: 202154Cai R, Sun M, Chen Z W, Munoz R, Oneill C, Beving D E, Yan Y S. Angew Chem, Int Ed, 2008, 47: 52555Parnham E R, Morris R E. Acc Chem Res, 2007, 40: 1005 56Morris R E. Chem Commun, 2009: 299057Morris R E, Weigel S J. Chem Soc Rev, 1997, 26: 30958Handy S T, Okello M. J Org Chem, 2005, 70: 191559马英冲, 徐云鹏, 王少君, 王炳春, 田志坚, 余加祜, 林励吾.高等学校化学学报(Ma Y Ch, Xu Y P, Wang Sh J, Wang B Ch, Tian Zh J, Yu J H, Lin L W. Chem J Chin Univ), 2006, 27: 73960Cai R, Liu Y, Gu S, Yan Y S. J Am Chem Soc, 2010, 132: 1277661Wheatley P S, Allan P K, Teat S J, Ashbrook S E, Morris RE. Chem Sci, 2010, 1: 483英译文English TextMolecular sieves are widely applied in catalysis, adsorp-tion, and separation, as these processes benefit from their highly ordered channels and ion exchange abilities. Mo-lecular sieves are usually prepared using hydrothermal or solvothermal synthesis methods [1–3]. Moreover, the chal-lenges associated with novel approaches for the synthesis of molecular sieves with exotic structures and properties con-tinue to be of great importance in the field of molecular sieve materials. In 2004, Cooper et al. [4] reported a new method referred to as ionothermal synthesis, which was the use of an ionic liquid or a deep eutectic mixture as both the solvent and the structure directing agent. This opened up an alternative route for the synthesis of novel molecular sieves and for the determination of the mechanism of molecular sieve synthe-sis.Ionic liquids have various peculiar properties such as a wide liquidus range and a low measurable vapor pressure and are nonflammable. Therefore, ionothermal synthesis can be carried out at ambient pressure, which alleviates the safety concerns associated with potential hydrothermal pressure risks. The crystallization mechanism may thus be determined easily and in situ characterization may be carried out during。
TS-1型分子筛膜的合成的开题报告
TS-1型分子筛膜的合成的开题报告【摘要】本文简要介绍了目前广泛应用于油品加工领域的TS-1型分子筛膜，并探讨了其合成方法、应用和研究进展。
TS-1型分子筛膜具有高催化活性、高选择性、良好的热稳定性和长寿命等特点，具有广泛的应用前景。
本文重点介绍了TS-1型分子筛膜的合成方法，包括溶胶-凝胶法、结晶化学方法和气相沉积法等，分别探讨了它们的优缺点和适用范围，最后对TS-1型分子筛膜的应用和研究进展进行了简要阐述。
【关键词】TS-1型分子筛膜、合成方法、应用、研究进展【正文】1. 引言分子筛作为一种具有特殊孔径分布和大小分布的高分子化合物，具有广泛应用的前景。
其中，TS-1型分子筛膜以其高催化活性、高选择性、良好的热稳定性和长寿命等特点，成为油品加工、环保和化学工业领域中最为重要的分子筛之一。
本文主要介绍TS-1型分子筛膜的合成方法、应用及研究进展。
2. TS-1型分子筛膜的合成方法目前，TS-1型分子筛膜的合成方法主要包括溶胶-凝胶法、结晶化学方法和气相沉积法等。
下面分别介绍这些方法及其适用范围和优缺点。
2.1 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是最早用于TS-1型分子筛膜的制备方法之一，其基本原理是在水中混合二元硅酸盐前体，使其形成水溶胶，接着在有机物质的溶液中混入水溶胶形成凝胶。
最后，通过烘干和煅烧等过程获得TS-1型分子筛膜。
使用溶胶-凝胶法合成的TS-1型分子筛膜具有高的孔隙度和大的比表面积，具有卓越的性能和应用前景。
但这种方法合成的膜面质量难以控制，在实际应用中受到一定的限制。
2.2 结晶化学方法结晶化学法是将前体溶液蒸发干燥，形成晶体颗粒。
然后在特定条件下，将颗粒长成复杂的形态，以达到膜的形成。
结晶化学法是一种简单的自组装方法，具有优异的控制性能。
但不同于溶胶-凝胶法，其对溶剂和前体的选择很为苛刻，且需要过多的步骤以制得高质量的TS-1型分子筛膜。
2.3 气相沉积法气相沉积法是一种利用热分解反应形成TS-1型分子筛膜的方法，该方法能够制得出色的有机辅助剂合成的TS-1型分子筛膜，其孔隙等级和平滑性能优于其他制备方法。
基于分子筛的纤维膜及其制备方法和应用
基于分子筛的纤维膜及其制备方法和应用制备方法：1.溶液浸渍法：将分子筛颗粒和纤维基质放置于溶液中浸泡一段时间，使分子筛颗粒与纤维基质发生物理或化学吸附，形成膜材料。
2.熔融浸渍法：将分子筛与纤维基质一起熔融，使其均匀混合并凝固成膜材料。
3.气态沉积法：通过热蒸发、物理气相沉积或化学气相沉积等方法，将分子筛沉积在纤维基质表面形成薄膜。
应用：1.分离膜：基于分子筛的纤维膜具有较好的筛分能力，可以用于气体分离、水处理、有机溶剂分离等领域。
例如，在气体分离中，可以使用具有高选择性的分子筛膜将混合气体中的特定气体分离出来，实现气体纯化。
2.吸附膜：基于分子筛的纤维膜可以选择性地吸附其中一种特定的分子或离子。
例如，可以制备具有特定选择性的离子交换膜，用于水处理中的大型离子去除或钠离子的回收。
3.催化膜：在纤维膜中负载分子筛后，可以实现对特定反应的催化作用。
例如，将具有特定催化性能的分子筛负载于纤维膜上，可以用于催化反应中的催化剂。
4.传感膜：基于分子筛的纤维膜可以实现对特定分子或离子的检测和传感。
例如，可以制备具有特定选择性的传感膜，用于环境监测和生物传感等领域。
5.药物释放膜：通过将药物负载于纤维基质上的分子筛中，可以实现对药物的控制释放。
例如，在药物传递中，可以将具有吸附和释放药物功能的分子筛纤维膜应用于控制药物释放速率。
总之，基于分子筛的纤维膜具有广泛的应用前景，在分离、吸附、催化、传感和药物控制释放等领域具有重要的应用价值。
制备方法的选择和优化将决定纤维膜的性能和应用范围。
因此，进一步的研究和发展将进一步推动基于分子筛的纤维膜的应用。
A型分子筛膜的研究进展
科 之 学 友
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Ａ型分子筛膜 的研 究进展
刘 芳
（ 原理工大学 ，山西 太 太原 ００２ ３ ０４） 摘 要 ：就 Ａ型分子筛膜 的制备方法、制备过程 中各种 因素对成膜性能的影响、表征手 段、 应用范围等进行 了综述 ， 并提 出了今后发展 的建议。 关 键 词 ：Ａ型 分 子 筛膜 ． 膜 成 中图分类号 ：Ｔ ２ ．；６ ３ Ｑ０ ８ ０ ４ ． ８ ３文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１Ｏ 一 １６２Ｏ ）５ ０ ０ － ２ ０ Ｏ ８３ （ ７Ｏ— １６ ０ Ｏ
同时 所 需 晶 化 时 间较 长 。
方法所得膜层薄。气体渗透表 明 ， 微波加热所得膜层具有与常规 加热分子筛膜相 当的渗透选择性 ， 但渗透率提高了 ３ ４倍 。程志 ～ 林等发现在微波加热每次为 ２ ｉ ０ｍｎ的条件下 ，经过多次反复合 成法得到的分子筛膜仍为 Ｎ Ａ型分子筛膜 ，并且随着合成次数 ａ 的增加 ， 膜厚有所增加 。 气 相迁移合成法较少用于合成 Ａ型分子筛膜 ，该法 预先 在 支撑体上形成干凝胶层 ， 然后利用沸腾的水溶液作用于支撑 体表 面， 使干凝胶 晶化成膜 ， 在一定温度下干燥。 因此很难保证 干凝胶 能完全 晶化成膜 ， 合成的膜缺陷较大。 此外还有一些独特的方法 。如 ： 通过外加电场 的作用促使带 电粒 子迁 移到 基膜表 面形成 薄膜 的 电泳沉积 法 （ｌ ｔ ｐｏｅｅ ｅ ｅｒ ｈｒｔ ｅ ｏ ｉ ｄｐｓ ｉ ）是一种非 常有效的薄膜制 备方法 ， ｅ ｏｉｏ ， ｔｎ 广泛用于制备各种 电极材料和防腐材料。 ｓｐｔｓ Ｔａａ ｉ等采用 电泳技术 在基膜表面引入 ｓ 分 子筛 品种合成 Ａ型分子筛膜 ， 结果表明 ， 电泳法非 常有 助于在 基膜表 面沉积一层均匀 、 连续 、 序的晶种 ， 有 从而提高合成分子筛
MFI型沸石分子筛膜的研究进展及应用
MFI型沸石分子筛膜的研究进展及应用李洪亮;黄明松【摘要】综述了MFI型沸石分子筛膜制备方法的研究进展,突出介绍了较为成熟的水热合成法、微波合成法以及气相转移法,讨论了 MFI型沸石分子筛膜在应用方面具有优势的有机物提纯、气体分离以及催化反应的研究进展,并提出了MFI型沸石分子筛膜制备和应用方面一些亟待解决的问题.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2011(028)007【总页数】4页(P26-29)【关键词】膜;MFI型;沸石分子筛;合成;应用【作者】李洪亮;黄明松【作者单位】郑州大学化工与能源学院,河南,郑州,450001;郑州大学化工与能源学院,河南,郑州,450001【正文语种】中文【中图分类】TQ424.25MFI型沸石分子筛膜是沸石分子筛膜的一种，它具有孔径均一、硅铝比可调、耐高温、耐腐蚀等特性;同时具有极高的硅铝比，在催化反应、渗透蒸发、气体分离方面都有着广阔的应用前景［1-3］。
MFI型沸石分子筛膜包括ZSM-5和Silicalite-1两种，它的结构缺少静电吸附的阳离子，主要由 Si——O——Si组成的晶格微孔表面进行吸附，因此具有强烈的憎水—亲有机物性，在有机物的提纯方面有着显著的效果［4］。
迄今为止受到比较广泛的研究，被誉为最具有发展潜质的沸石分子筛膜。
本文主要介绍具有普遍性的MFI型沸石分子筛膜合成方法以及其独特的应用领域。
1 MFI型分子筛膜的合成方法据报道，目前分子筛膜的合成方法主要有:水热合成法、气相转移法、微波合成法、仿生合成法、脉冲激光蒸渡法。
1.1 水热合成法水热合成法包括原位水热合成和二次生长水热合成。
原位水热合成法是将硅源、铝源模板剂和碱按照一定的比例配制成合成液，与支撑体一起放入水热反应釜中，在一定温度下反应一定时间，最后用去离子水清洗膜至中性并干燥焙烧［5］。
这种合成法合成液在支撑体表面随机成核，制备出的分子筛膜难以连续致密。
为了制得高性能的膜，通常要多次重复进行原位水热合成。
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展详解
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展摘要：ZSM-5分子筛在工业中应用广泛。
本文详细阐述了ZSM-5沸石分子筛的各种合成方法，并介绍了常用的高温水热处理、金属改性和磷改性等改性技术现状及其应用。
关键词：ZSM-5，分子筛，合成，改性ZSM-5沸石分子筛是Mobil公司于20世纪70年代开发的一种高硅三维交叉直通道的新结构沸石分子筛。
ZSM-5分子筛属高硅五元环型沸石，其基本结构单元由8个五元环组成，这种基本结构单元通过共边联结成链状结构，然后再围成沸石骨架，其理想晶胞组成为：Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。
该沸石分子筛亲油疏水，热和水热稳定性高，大多数的孔径为0.55nm左右，属于中孔沸石。
由于其独特的孔结构不仅为择形催化提供了空间限制作用，而且为反应物和产物提供了丰富的进出通道，也为制备高选择性、高活性、抗积炭失活性能强的工业催化剂提供了晶体结构基础。
由此，其成为了石油工业中择形反应中最重要的催化材料之一。
不仅如此，ZSM-5分子筛在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用。
因此，对ZSM-5分子筛的研究具有重要的理论意义和实践价值。
本文在介绍ZSM-5分子筛结构的基础上，分析总结了ZSM-5分子筛的各种合成方法，如有机胺合成，无机胺合成等方法。
此外，浅述了ZSM-5分子筛在改性方面的研究，以及未来ZSM-5分子筛的重点研究方向。
1 ZSM-5分子筛的结构ZSM-5分子筛属于正交晶系，晶胞参数[1]为a=2.017nm，b=1.996nm，c=1.343nm。
ZSM-5的晶胞组成可表示为Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。
式中n是晶胞中Al原子个数，可以由0~27变化，即硅铝物质的量比可以在较大范围内改变，但硅铝原子总数为96个。
ZSM-5分子筛的晶体结构由硅(铝)氧四面体所构成。
硅(铝)氧四面体通过公用顶点氧桥形成五元硅(铝)环，8个这样的五元环组成ZSM-5分子筛的基本结构单元。
分子筛技术的研究与应用
分子筛技术的研究与应用随着现代化进程的不断推进，人们对新材料、新工艺、新技术和新产品的需求也日益增加。
其中，分子筛技术作为一种高科技应用，正受到越来越多企业和科研机构的青睐，被广泛应用于多个领域。
一、什么是分子筛技术分子筛是一种可以挑选分离分子的技术，其原理主要基于物质中的分子运动。
分子筛材料通常由一些微孔或纳米孔组成的网络结构组成，是一种能够将分子通过孔道的过滤材料。
分子筛技术是一种高精度的分离和筛选技术，常用于传质、分离、污染物的去除等领域。
二、分子筛技术的研究进展1. 分子筛研究的历史早在1950年代初期，人们就开始研究分子筛。
19世纪60年代，意大利科学家路易吉·比埃里（Luigi Bietti）首次发现了分子筛的特性。
20世纪初期，德国科学家古斯塔夫·佛斯特（Gustav F. Voigt）在研究冷凝气体时，观察到了氧分子在孔道中异丙醇晶体中的运动速度不同。
20世纪50年代之前，分子筛主要应用于催化剂和吸附剂领域的研究。
2. 分子筛技术的发展随着研究的不断深入，分子筛技术得到了长足的发展。
如今，分子筛已经成为材料科学和化学领域的一个重要分支。
现代分子筛材料不仅具有较高的催化活性和选择性，而且在传感器、分离膜等领域的应用也不断拓展。
三、分子筛技术的应用1. 催化领域分子筛催化技术已经成为工业化生产的关键技术之一。
分子筛催化剂在石油、化学、制药和食品等多个领域都有广泛应用。
例如，在石油炼制过程中，使用分子筛催化剂可以将原油中的不饱和烃和杂质等分离出来，从而提高燃料的质量。
2. 分离领域分子筛技术在分离膜领域的应用也日益普及。
分子筛膜可以用于气体分离、水处理、重金属和有机污染物的去除等应用。
分子筛膜还可以应用于电子、医药、食品等领域。
3. 环保领域分子筛技术在环保领域也有重要应用。
例如，分子筛可以用于有机废气处理，将有害气体吸附下来以达到净化环境的目的。
此外，分子筛还可以用于水环境治理中。
CHA 分子筛膜的研究进展
pore structure. The main systhesis methods include the liquid phase deposition, the vapor phase transfer, the microwave
synthesis, the secondary growth, and the two-step variable temperature crystallization. Based on the synthesis mechanism,
development of CHA membrane has prospected.
Key words: CHA molecular sieve membrane; structure directing agent; synthetic method; synthesis mechanism;
membrane separation
化学稳定性和机械稳定性以及优异的孔道结构,在气体 [3-4] 、液体混合物 [5-7] 分离方面极具潜力。
目前为止,可制得连续分子筛膜的分子筛种类极少,在具有独特多孔骨架结构的 235 种沸石分子筛中,
可用于制备膜材料的只有 10 种左右 [8] 。 CHA 分子筛具有 8 元环的三维连通孔道结构,是用作膜材料的小
A型分子筛膜的合成与应用研究进展
文章编号 ：０ ７２５ （０ ）７０ ０ －４ １０ －８ ３ ２ １ ０ －０ ３０ １
Ａ型 分 子 筛 膜 的 合成 与 应 用 研 究进 展
于晓波 ， 蒋 巍， 董 薇 ，刘长玲
（ 吉林化工学 院 化工 与材料２ 程学 院． １ ２ 吉林 吉林 １ ０２ ３ ２） ２
摘要 ： 综述 了 Ａ型分子筛膜 的合 成方法 ， 绍了原位 水热 合成法 、 次生 长法和微 波加 热法 ， 介 二 并概述 了 Ａ型分 子筛膜合成过程 的影 响因素． 总结 了 Ａ型分子筛膜在分 离领域 的应用 ． 最后提 出了研 究开发 Ａ型
原位水热合成法是将载体放人分子筛合成母 液 中， 在一定温度下利用晶化釜内水蒸气 产生一 定 压 力 ， 分 子 筛 晶体 在 载 体 表 面上 生 长 成 膜 ． 使 Ｓ ｚｋ【 １８ ｕｕｉ ９ ７年首先用 水热合成 的方 法在多孔 ３ Ｊ 支撑体上制备出了 Ａ型分子筛膜．ａ ｒ Ｊ ａ 等 用 ｆ
１ Ａ型分子筛 膜 的合成方法
目前 已经 发 展 了 多 种 制 备 Ａ型 分 子 筛 膜 的
一
二次生长法又称 为晶种法 ， 用物理方法先在
载体表面形成一层分 子筛晶种层 ， 再把载体放人 定浓度的分子筛合成液 中， 在一定条件下晶化
合成方法 ， 主要 目的是希望通过这些方法 制备元
４
吉 林
化 工
学
院
学
报
２ １ 矩 ０１
预涂晶种对制备 Ａ型分子筛膜过程的影响． 发现 晶种法能提高结 晶速率 ， 并显著抑制 Ａ型分子筛 结 晶向其它结晶类型转化． ａ ａｉ 副 Ｙ ｍ ｚ等¨ 的研究 也 表明晶种法能有效获得结构致 密的 Ａ型分子 筛 膜． ｏｄｅｕ 以 Ａ型分子筛为 晶种 ， Ｂ ｕ ｒ 等¨ ａ 通过 浸 涂法引入 晶种使二次生长过程中膜的微观结构变 化得到控制 ， 合成出了无缺陷的 Ａ型分子筛膜．
分子筛膜的制备
6. 脉冲激光蒸渡法PLD
分子筛晶体PLD靶 的准备 （文中二茂铁掺杂 后挤压成团） 激光蒸渡前,基底处 理（甲苯中超声， 乙醇漂洗，烘干后 在腔中高温真空去 处残留有机物）
丝光沸石分子 筛晶体的制备
使用脉冲激光 使靶表面层熔化、蒸发 在基底上得到沉积薄膜
PLD膜继续生长— —后水热处理 合成分子筛膜的后 处理
2
Wat is it ?
常见分子筛膜举例： ZSM-5 （沸石分子筛 硅酸金属盐的水合物）
4 （磷酸硅铝分子筛 ） SAPO-5
AlPO4-5 （磷酸铝分子筛 ） UTD-1 （十四元环的硅铝分子筛）
分子筛膜的应用
• 物质分离：分子筛膜具有均一的孔道结 构，依据其孔径可筛分出不同大小的分 子，因而在物质分离领域有广泛的应用 前景； • 膜催化反应：具有催化和膜分离的双重 功能的膜催化反应器是分子 筛膜研究和 应用的热点。膜催化反应器利用分子筛 膜的分离功能，流动反应装置中分离反 应体系分子或将反应物隔开在膜界面反 应，打破了催化反应原有的平衡，能极 大的提高催化反应的效率 。
8. Yanshuo Li and Weishen Yang. J MEMBRANE SCI, 2008, 316: 3–17.
9. 冼江强,黄肖容,隋贤栋. 分子筛膜的制备和研究进展. 广东化工, 2005, (05): 7-11.
合膜的微观结构。
诸如：载体表面提供的非均相成核对分子筛晶体的生长、载体上分子筛晶 体定向生长的诱导过程及其机理，强化膜生长的条件及其沸石孔道（缺陷） 形成的原因。
参考文献
1. Manickam Sacidharan, et al. Catal. Sci. Technol, 2011, 1: 255-259. 2. 郎林. MFI型取向分子筛膜的制备与应用: [博士学位论文]. 天津: 天津 大学, 2009. 3. Guangqi Zhua, Yanshuo Li, et al. J. Membr. Sci, 2009, 337: 47–54. 4. M. Kanezashi and Y. S. Lin. J. Phys. Chem. C, 2009, 113: 767–3774. 5. Wei Shan, Yahong Zhang, et al. Micro. Meso. Mater, 2004, 69: 35-42. 6. Thomas. J. Pisklak, et al. J. Porous. Mater, 2004, 11: 191–209. 7. Yi Liu, Yanshuo Li and Weishen Yang. J. AM. CHEM. SOC, 2010, 132(6): 1769
分子筛膜的研究进展
分子筛膜的研究进展王旭峰;靳鹏;王少飞【摘要】分子筛膜是近些年发展起来的一种新型无机膜，具有很好的筛分效应、极高的耐热稳定性及良好的催化作用等优异性能。
本文简单介绍了分子筛膜制备技术和分子筛膜反应器种类，分析了近年来分子筛膜在脱氢反应、酯化反应和氧化反应催化反应中的初步应用，发现其可实现催化与分离的很好结合，并对分子筛膜的应用前景进行了展望。
%Zeolite membranes were new inorganic membranes, with good sieving effect, high thermal stability and excellent catalytic performance.The preparation of zeolite membranes and the types of zeolite membranes reactor were briefly described, and the applications of zeolite membranes in dehydrogenation reaction, esterification reaction and oxidation reaction were analyzed, and the application prospects of zeolite membranes were also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)023【总页数】3页(P27-29)【关键词】膜催化;分子筛膜反应器;脱氢反应;酯化反应;氧化反应【作者】王旭峰;靳鹏;王少飞【作者单位】中国平煤神马集团能源化工研究院，河南平顶山 467099;中国平煤神马集团能源化工研究院，河南平顶山 467099;河南兴平工程管理有限公司，河南平顶山 467000【正文语种】中文【中图分类】O643无机膜是20 世纪40 年代发展起来的一种新型膜。
介孔分子筛SBA15的研究进展
介孔分子筛SBA15的研究进展介孔分子筛SBA15是一种具有规则排列介孔结构的硅铝酸盐材料，由于其独特的孔道结构和良好的吸附性能而备受。
在众多工业领域，SBA15被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离膜等领域。
近年来，随着材料科学和纳米技术的迅速发展，SBA15的研究取得了显著的进展。
本文将介绍SBA15的制备方法、结构特点和应用现状，并展望未来的研究方向。
介孔分子筛SBA15的制备方法主要包括模板法、反模板法、无模板法等。
其中，模板法是最常用的制备方法，通过将硅源、铝源和模板剂混合加热，再经过脱模板和高温焙烧得到SBA15。
反模板法则是将已合成的SBA15作为模板，通过离子交换和热处理得到目标分子筛。
无模板法是通过调控反应条件，直接合成SBA15，但难度较大。
SBA15具有有序的介孔结构，孔径大小可在2-10纳米范围内调节，具有较高的比表面积和孔容。
介孔分子筛SBA15在很多领域都显示出了广泛的应用前景，如催化剂、吸附剂、分离膜等。
在催化剂领域，SBA15作为酸性催化剂，可用于裂化反应、异构化反应、烷基化反应等。
在吸附剂领域，SBA15对某些金属离子和有机物具有较好的吸附性能，可用于水处理、气体分离和有害物质的吸附。
在分离膜领域，SBA15具有较高的透水性和选择性，可用于分离水和有机溶剂。
然而，目前的研究还存在着一些不足之处。
SBA15的制备方法仍需进一步优化，以提高产率和纯度。
SBA15的应用领域还有待进一步拓展，尤其是在光电、储能等新兴领域的应用研究尚处于起步阶段。
对于SBA15的孔道结构和表面性质的研究仍需深入，以更好地理解其性能和应用。
本文采用模板法合成了介孔分子筛SBA15，并通过XRD、N2吸附-脱附等表征方法对其结构和性能进行了详细研究。
同时，利用原位红外光谱和量子化学计算等方法，对SBA15的表面性质和吸附机理进行了深入探讨。
通过调整模板剂的种类和浓度，成功合成了具有有序介孔结构的SBA15分子筛。
多晶分子筛薄膜制备研究取得进展
ｉ ｔ ｍａｅ ｅ ａ ｈ ｄ ｉ ｅｗｉ ｍｅ ｈ ｎ ｌｏ ｅ ｏｉ ａ ｉ ａａ ｙ ｔ ： ｆ ａ ｉｎ ｏ ｌ ｉ ｎ ｙ ｒｄ ｔ ｔ ａ ｏ ｖ ｒｓ ｌ ｃｄ ｃ ｔｌｓｓ ｃ ｏ ｆ ｈ ｄ
［ ］ 郝雅博 ， 勋， ２ 张宏 王天贵． 顺丁烯二酸二 甲酯 ＋甲醇二元体系汽
液平衡数据实验测定及模拟［］ Ｊ． 化学工程师 ，０ ０ （ ）２ — ２ ２ １ ，１ ：０ ２ ．
波 数 ／ｍ ｃ
［ ］ 何思列， 志军， ３ 刑 毛顺利， 马来 酸二甲酯的合成及应用 ［］ 等． Ｊ． 化
３ 结 论
Ｈ—ｐ 沸石 分 子筛 能有 效地 催 化 马来 酸二 甲酯 合成 反应 ， 催化 活性 高 ， 择性好 。适 当增加 反应 温 选 度 、 酐摩 尔 配 比 、 —Ｂ 沸 石催 化剂 用 量 均有 利 于 醇 Ｈ 马来 酸二 甲酯 的生 成 ， 超过 一定 限度 会 加剧 副 反 但
［４ Ｄｒ Ｇ． ｔ ａ ， ｄｎ ｇｒ ａ ．ｈ ｒ ｄｎｍｉＭｏ ｅｎ ｏＢ－ １】 ｉ ｋ ， ｅ ｎＡｙｉＡｋｅｍ ｎＴ ｅｍｏｙａ ｃ ｄｌ ｇ ｆ ｉ Ｓｆ ｉ ｎｒ ｎ ｅ ａ ｄｏｐｉｎｏ ｉｃ ｅ［ ］ＡＩ Ｅ Ｊｕ ｎｌ ａｙａｄＴ ｒ ｒ Ａ ｓｒｔ ｎＳｌａＧ ｌＪ ． ＣＨ ｏｒ ａ， ｎ ｙ ｏ ｉ
王天贵等 ： 马来酸二 甲酯合成新工艺研 究： 酯化反 应条件研 究 。 Ｉ Ｉ
２ １ 年第 ３ ００ 期
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Selectivity: >99％
( industrialized)
ZSM-5 improves the product selectivity. C2H5
※择形催化的反应类型与应用选择：
OH
反应物择形
OH
OH
CaA zeolite
产物择形
+ CH3OH
ZSM-5 zeolite catalyst
Applications: Adsorption separation and catalyst support.
※沸石分子筛的性能：
吸附特性：具有很高的吸附量和独特的择形吸附性
能—干燥剂和吸附剂。
离子交换性：沸石骨架带电荷，平衡阳离子可以交
换并产生酸中心或碱中心 — 催化剂。
孔道择形性：孔结构可裁剪和调变—择形催化剂。 再生性能：吸附剂或催化剂失活后可重现。
+
C2H5OH / CH2=CH2
ZSM-5 Zeolite β
C2H5
+ CH3CH2=CH2
CH3 CH CH3
( industrialized)
ZSM-5/βreplaces some corrosive acids cat. C2H5 C2H5 C2H5OH / + CH2=CH2 ZSM-5
FAU型 (X, Y) 沸石的主要结构:
SiO2/Al2O3=2－3, Main pore channel: 0.74nm
ZSM-5型沸石的主要结构:
Straight channel ‘Z’ type channel
Main pore channel: 0.55nm；SiO2/Al2O3 = 10－∞,
※沸石分子筛的应用：
主要应用于分离领域、催化领域。
干燥脱水（干燥剂） 分离领域 吸附分离（吸附剂） 沸石应用 本身作为催化剂
催化领域 作为催化剂载体
※沸石分子筛的应用典型类型
◆ 吸附分离净化（A, X） ◆催化裂化（Y型沸石）
◆润滑油脱蜡（A、ZSM-5）
◆芳烃相互转化（ZSM-5）
◆甲醇转化制烯烃（ZSM-5, SAPO-34)
煤/天然气经甲醇制乙烯新技术的深远意义：
煤/天然气
C / CH4 + H2O CO + 2H2
成熟技术
合成气
CO + 2H2 CH3OH
甲醇 关键技术
CH3OH C2H4 + C3H6
乙烯/丙烯
分子筛骨架取代杂原子分子筛的形成与特殊催化：
▲钛硅分子筛为催化剂的苯与双氧水(30%H2O2)氧化合成苯酚:
膜主要应用方面分类
膜应用主要概括为如下五个方面 控制释放 选择分离
药 物 释 放 、 农 药 持 放 微 、 超 、 纳 滤 、 反 渗 透 气 体 分 离 、 渗 透 汽 化
催化反应
膜 催 化 反 应 和 膜 反 应 器
酶 催 化 和 膜 生 物 反 应 器
分隔转换 接触传感
燃 料 电 池 隔 膜 电 解 器 隔 膜 膜 传 感 器 和 膜 传 感 原 件
2. 分子筛结构和化学组成:
※ Zeolite structures, types and characteristics:
The basic unit of Zeolites: TO4 , T = Si, Al (or Ti, Fe, · · · · · · ). Construction of porous zeolite: Primary building units secondary building units various cages zeolite pores
代表无孔膜
代表有孔膜
均质 对称 膜层 非均质 过渡层 非对称
载体或支撑体
一. 膜结构、类型、特性和应用简介:
膜功能层 膜 （膜过渡层）
陶瓷 聚合物 分子筛 炭材料 MOFs 陶瓷 聚合物 炭材料 多孔金属
膜支撑体或载体
膜的分类
（a）从来源上分：
生物膜 合成膜
（d）从材料上分：
无机膜 有机膜
（b）从形态上分：
◆精细有机化学品合成 (杂原子ZSM-5） ◆低碳烃芳构化制芳烃(ZSM-5)
※ 分子筛应用Zeolite applications: Catalysis applications:
Instead of liquid acids and some solid acids: AlCl3
● Highly selective product synthesis —— pore size limit (1) Alkylation reaction of aromatics: ZSM-5, ZSM-12, β
Aromatization of small molecular hydrocarbons to aromatics (BTX): C1 - C6
Ga/Zn-ZSM-5 500◦C
+
CH3
※ Zeolite applications in the synthesis of fine chemicals: (1) Ti-Zeolites ：
TS-1 as an oxidation catalyst involving 30%H2O2 as an oxidant
(2) Sn-βzeolite as an oxidation catalyst:
3. 分子筛类型:
Zeolites/molecular sieves
多级孔道分子筛
microporous
mesoporous
Phosphate types
Silicate types
MCM-41 MCM-48 MCM-50 SBA-15
SAPOs
AlPOs
Me-POs
Silicalites
Aluminosilicates
TS-1, Ti-MCM-41, Ti-HMS, Ti-SBA-15.
Ti4+
_
— Si — O — Si — O — Al — O — Si — O ——
30%H2O2
O
TS-1
— Si — O — Si — O — Ti — O — Si — O —— It is thought that isolated Ti has catalytic activity.
分子筛膜及其应用
张 雄 福
化工学院 化学工艺
2012. 04. 13下午1：30－3：00 研教楼101
主要内容
一. 膜结构、类型、性和应用简介:
二. 分子筛膜及其应用进展：
1.分子筛及其应用简介； 2.分子筛膜主要类型、性能和制备； 3.分子筛膜的应用进展； 三. 我校膜研究现状和本课题组研究简介:
◆杂原子型沸石：Ti-SiZSM-5、Fe-ZSM-5、V-ZSM-5
◆八面沸石：X、Y型沸石：0.6-0.8nm
◆丝光沸石：MOR: 0.6nm；
◆ β沸石：0.6-0.7nm；
◆ MCM系列沸石：MCM -41、MCM-48型: 2-20nm
A型沸石的主要结构:
SiO2/Al2O3=1, Main pore channel: 0.3-5nm
1. 分子筛（沸石）简介:
※ Zeolites are porous hydrated aluminosilicate molecular sieves； ※ Zeolites have microporous or mesoporous regular structures. ※ Zeolites have many different types and structures.
一. 膜结构、类型、特性和应用简介:
膜是两相之间存在的一个界面、具有透过选择
性的屏障、把体系分隔为两相的一层很薄的阻挡层。 膜是指在两种流体相之间有一层薄的凝聚相， 它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两 部分之间产生传质作用.
膜 专业词：membrane ; film; layer
一般膜的结构组成形式
Me-silicalites SAPO-34 AlPO4-5, 11 TS-1, Ga, Fe-Sil-1 ZSM-5, 11, 12 A, X, Y, β, MOR
※常用沸石的主要类型
◆ A型沸石：0.3-0.5nm
◆ ZSM-5型沸石：Silicalite-1、ZSM-5型：0.5-0.6nm
Factors:
NaO2 / SiO2 SiO2 /Al2O2 H2O /SiO2 Template type Can it form a zeolite? What type can it form? Amount of the zeolite produced during synthesis? Mainly determine zeolite structure and type?
Excellent catalyst: good acidity/alkalinity, high selectivity.
介孔MCM系列型沸石的主要结构:
Pore size: 4nm
(1.5-5 nm range)
Composition: Pure silica
Properties: Higher surface area and porosity
The old process produces acidic MCBA by-product.
▲ 含铁分子筛为催化剂的苯与N2O氧化合成苯酚:
含铁分子筛为：Fe-ZSM-5:
Fe3+
+ N2O
- OH + N2
_
— Si — O — Si — O — Al — O — Si — O ——