分子篩膜強度的表徵方法
2023-10-04 05:49:59 2
專利名稱：分子篩膜強度的表徵方法
技術領域：
本發明涉及分子篩膜強度的表徵方法，特別是關於在多孔材料上負載分子篩形成的複合無機膜強度的表徵方法。
背景技術：
目前人工合成所得的沸石分子篩均是顆粒狀的粉末，其尺寸由晶化液濃度、晶化時間等晶化操作參數決定。由於分子篩孔徑均一而且具有高度擇形性，在吸附分離和多相催化反應中已被廣泛應用。但將分子篩具有的分離及反應功能二者統一起來，利用多孔材料作載體將沸石合成在多孔材料的表面上，從而形成一層均勻沸石分子篩薄膜，同時這層沸石分子篩薄膜既能有催化作用又能實現對部分物料的同步分離，則是近年來科技工作者致力發展的一種新型催化材料。
將分子篩作為制膜材料，最早是用在高分子膜中作為填充劑以提高高分子膜的滲透速度和選擇性。由於高分子材料的耐溫性，這方面研究一直局限在低溫液相分離過程-滲透蒸發過程；在較高溫度的氣相分離過程最近也有研究，但進展不大。若將分子篩直接生成在陶瓷載體表面上，使其連生成膜，既保持了分子篩的分離和催化特性，大大改進多孔基質底膜對物料的分離效果，實現分離反應一體化，又具有無機膜的優點-耐溫、耐化學侵蝕、抗溶脹和良好的機械強度，這成了人們研究的熱點和難點。
對於分子篩膜性能的評價，其最終指標是膜的滲透、分離性能。但其前期評價指標主要是以下幾點膜的表面覆蓋度、分子篩晶體的交聯狀況、晶體的附著強度和膜的厚度。此外，分子篩晶體的結晶度、晶粒大小等數據也有一定意義。這些指標的好壞，嚴重影響著分子篩膜的滲透、分離性能。對於膜的表面覆蓋度，可以用光學顯微鏡來觀察；分子篩晶體的交聯狀況、晶體大小和分子篩膜的厚度，可以用掃描電子顯微鏡來評價；分子篩晶體的結晶度可以用X光衍射來評價，而對於分子篩晶體與載體之間的結合強度(即分子篩膜的附著強度)，尚缺乏有效的手段來評價。而分子篩膜的附著強度不僅對膜的滲透、分離性能有著較大影響，且對膜的使用壽命、實際應用性有著重要的影響。
文獻EP674939中介紹了在多孔α-Al2O3陶瓷體上合成ZSM-5分子篩膜的情況。試驗中將矽源和鋁源經過適當配置，最後母液的摩爾比組成為SiO2/Al2O3102，Na2O/SiO2O.23，TPABr/SiO20.1，H2O/SiO2200，耐壓釜放入加熱爐中，保持180℃，均勻受熱36小時成膜。將製成的該膜應用於空氣中CO2分離，αCO2/N2可達53～56，CO2的滲透速率可達1.7×10-7摩爾/米2.秒.帕，而αCO2/N2且亦可達42。
WO9317781中採用氣相合成法，先在α-Al2O3管或碟片上預負載上分子篩合成液，成膜後的幹凝膠再在130～200℃溫度下水熱晶化，多次重複操作成膜。用這種方法合成的ZSM-5沸石膜，對間二甲苯、對二甲苯、三異丙苯混合體系有選擇滲透作用。
文獻USP4699892中利用多孔載體合成出A型沸石層。用甲烷、乙烷和丙烷各33摩爾％的混合物表徵膜的分離性，滲透過的氣體摩爾組成為甲烷73.5％，乙烷26％，丙烷0.5％。
文獻JP08257301介紹在管狀多孔支撐體上合成出了Y型沸石膜。制膜用矽鋁酸鹽溶膠摩爾組成為H2O/SiO250～120，Na2O/SiO20.5～2，SiO2/Al2O35～15，將多孔載體浸泡於溶膠中水熱晶化成膜。該膜可作滲透蒸發分離膜，對醇水，醇-環己烷有機混合體系有分離能力。
Masahiko等人(JP93-259166)將凝膠塗在多孔載體上，乾燥後，再暴露於有機胺和水的蒸汽中，汽相晶化，並將其用於氣體分離。Nishiyama等人用汽相法(VPT)在氧化鋁碟片上製得了絲光沸石膜，但用此方法製得的分子篩膜明顯是不緻密的，可以觀察到有大量缺陷的存在。Piera等人採用水熱合成法在氧化鋁管上製得了絲光沸石膜，但有大量的ZSM-5和Chabazite雜晶存在，且使用昂貴的四乙基氫氧化銨做模板劑。
綜上所述，上述文獻中均無涉及分子篩在無機多孔材料載體上成膜強度的情況以及如何測定其強度的情況。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服以往文獻中未涉及分子篩膜強度的測定，從而對製得的分子篩膜能否形成優良性能缺乏監控的問題，提供一種新的分子篩膜強度的表徵方法。該方法能直觀監控在無機材料載體上形成分子篩膜的強度情況，從而能判斷分子篩膜能否發揮優良性能，具有操作簡便的特點。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下一種分子篩膜強度的表徵方法，包括以下步驟a)先將重量為m1的載體置於反應釜中進行分子篩晶化反應，在載體上生長出均勻的分子篩膜，然後經乾燥得重量為m2的含分子篩膜載體；
b)將重量為m2的含分子篩膜載體置於超聲波束中清洗後，經乾燥後得重量為m3的含分子篩膜載體，其中有效相對附著百分比A=100(m3-m1)m1%,]]>減重百分比B=100(m2-m3)m2-m1%,]]>A的取值範圍為5～20％，B的取值範圍為0～40％。
上述技術方案中超聲波束中清洗的時間範圍為0.5～5小時，乾燥的溫度為80～200℃，乾燥時間為1～20小時。超聲波束由超聲波清洗儀提供，含分子篩膜載體應置於超聲波束中央。A的取值優選範圍為5～15％，B的取值優選範圍為0～20％。
本發明的內容和方法步驟如下本發明中使用的藥品有正矽酸乙酯；鋁片；氫氧化鈉；四丙基氫氧化銨；四丙基溴化銨和去離子水。
本發明中使用的α-Al2O3多孔陶瓷管內表面頂層孔徑為150納米，規格φ12毫米×250毫米×2毫米。超聲波清洗儀為上海幸運超聲儀器公司的ZB-220型雙波束超聲清洗儀，功率為100瓦。
分子篩膜合成步驟簡介1.載體的預處理在超聲波清洗儀中依次用5％(重量)HCl溶液和5％(重量)NaOH溶液清洗陶瓷管(各清洗1小時)，以除去在膜管加工過程中附著的有機物和灰塵，然後用去離子水反覆清洗至中性。放入烘箱於110℃下乾燥至恆重，然後在乾燥器中自然冷卻備用。
2.按配比要求取相應的去離子水，模板劑，氫氧化鈉，攪拌5分鐘。
3.加入鋁片，攪拌直到鋁片被完全溶解(約2小時)。如製備Silicalite-1分子篩膜，則此步省略。
4.逐滴加入正矽酸乙酯(室溫下強烈攪拌)，攪拌16小時。
5.將陶瓷管放入上述合成液，放入壓力釜，置於恆溫箱中於180～200℃恆溫。
6.恆溫一定時間後，將釜取出，用水急冷，待冷卻後取出陶瓷管用去離子水洗滌至中性，置於烘箱中於110℃下乾燥。
超聲清洗步驟1.載體氧化鋁管在110℃烘箱中乾燥12小時，稱重(m1)；2.將載體管置於晶化釜中原位水熱合成，冷卻後，用去離子水清洗至中性，於110℃乾燥12小時，稱重(m2)；3.將分子篩膜管(水熱合成後的氧化鋁載體管)置於超聲波清洗儀的波束中央，用超聲清洗儀清洗一定時間，再在110℃下乾燥，稱重(m3)。
其中A=100(m3-m1)m1%]]>為有效相對附著百分比，B=100(m2-m3)m2-m1%]]>為減重百分比，此值可用來衡量分子篩晶體的附著強度，減重百分比高，說明附著強度低。
分子篩膜的焙燒以1℃/分鐘的升溫速率加熱到500℃，恆溫8小時，再以1℃/分鐘的降溫速率降到室溫。
分子篩膜的合成不同於分子篩的合成，其晶化母液的配比只有在一定的範圍內，才能使分子篩晶體附著在載體上，從而製得分子篩膜。母液配比對分子篩晶體的附著強度有較大的影響。Falconer等人採用摩爾組成為6SiO2∶TPAOH∶4NaOH∶571H2O的晶化母液來製備ZSM-5分子篩膜(Ind Eng Chem Res，1998，37166)，Ho Kachun等人則採用摩爾組成為10SiO2∶2.5TPAOH∶0.8NaOH∶110H2O的晶化母液來製備ZSM-5分子篩膜(J MembrSci，2000，164257)。前者採用的是較稀的配比，而後者採用的是類似於分子篩合成的配比，其濃度要比前者高數倍(無論是水/矽比和水/模板劑比)。其它種類分子篩膜的晶化母液配比也是各有不同。而晶化母液的配比對成膜顯然有較大地影響，包括覆蓋度、交聯狀況、附著強度等因素。採用本發明描述的評價分子篩膜上分子篩晶體與載體之間的結合強度的新方法，可以定量地評價分子篩晶體與載體之間的結合強度，從而可以篩選出附著強度最高的合成條件，製備出附著強度高的分子篩膜。
將超聲清洗法與其它表徵手段相結合，從而可以全面地表徵分子篩膜，評價影響分子篩膜滲透、分離性能的各個前期指標，如分子篩晶體的覆蓋度(用光學顯微鏡)；分子篩晶體的大小、交聯狀況、膜的厚度(用掃描電子顯微鏡)；分子篩晶體的晶型、取向(用X-射線衍射)和分子篩晶體在載體上的附著強度(用超聲清洗法)。利用這些表徵手段，一方面可以搜索到最好的合成條件，從而製得性能優良的分子篩膜；另一方面，也能作為質量檢測手段，保證所製備的分子篩膜具有所預期的滲透、分離性能，取得了較好的技術效果。
下面通過實施例對本發明作進一步的闡述。
具體實施例方式
實施例1晶化母液的配置方法如下取2.50毫升四丙基氫氧化銨溶液(1.2505摩爾/升)，加入31.92毫升去離子水中，攪拌15分鐘；再取5.58毫升正矽酸乙酯，在強烈攪拌下逐滴加入，室溫下攪拌16小時；得到均相的晶化母液，其摩爾配比為1TPAOH∶8TEOS∶600H2O。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，用分析天平稱重m1＝0.8356克，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入以預熱到180℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化96小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將所得的載體管置於110℃烘箱中乾燥24小時，用分析天平稱重m2＝0.9618克。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥24小時，再放入乾燥器中冷卻後，用分析天平稱重m3＝0.9484克。
對晶化後的載體內表面進行XRD、SEM表徵。XRD顯示是MFI結構的Silicalite-1晶型圖譜。SEM照片顯示，載體表面有覆蓋完全、交聯良好的分子篩膜層形成，膜的厚度約為30微米。有效相對附著百分比A＝13.5％，說明分子篩晶體在載體上有一定的附著量；減重百分比B＝10.6％，說明只有10.6％的分子篩晶體被超聲清洗下來，而絕大部分的分子篩晶體與載體之間有著較強的結合力，這表明所合成的分子篩膜有著較高的附著強度。實施例2晶化母液的配置方法如下取2.50毫升四丙基氫氧化銨溶液(1.2505摩爾/升)、1.75毫升氫氧化鈉溶液(1.7913摩爾/升)，加入30.17毫升去離子水中，攪拌15分鐘；再取5.58毫升正矽酸乙酯，在強烈攪拌下逐滴加入，室溫下攪拌16小時；得到均相的晶化母液，其摩爾配比為1TPAOH∶8TEOS∶600H2O∶1NaOH。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，用分析天平稱重m1＝0.9562克，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入以預熱到180℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化96小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將所得的載體管置於110℃烘箱中乾燥24小時，用分析天平稱重m2＝1.0662克。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥24小時，再放入乾燥器中冷卻後，用分析天平稱重m3＝1.0365克。
對晶化後的載體內表面用光學顯微鏡觀察，載體表面分子篩膜層形成，但覆蓋不完全。有效相對附著百分比A＝8.4％，說明分子篩晶體在載體上有一定的附著量；減重百分比B＝27.0％，說明有27.0％的分子篩晶體被超聲清洗下來，這表明所合成的分子篩膜的附著強度不高。實施例3晶化母液的配置方法如下取8.44毫升四丙基氫氧化銨溶液(1.2505摩爾/升)，加入12.71毫升去離子水中，攪拌15分鐘；再取18.84毫升正矽酸乙酯，在強烈攪拌下逐滴加入，室溫下攪拌16小時；得到均相的晶化母液，其摩爾配比為1TPAOH∶8TEOS∶100H2O。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，用分析天平稱重m1＝0.7596克，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入以預熱到180℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化96小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將所得的載體管置於110℃烘箱中乾燥24小時，用分析天平稱重m2＝0.8288克。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥24小時，再放入乾燥器中冷卻後，用分析天平稱重m3＝0.8103克。
對晶化後的載體內表面用光學顯微鏡觀察，載體表面覆蓋不全。有效相對附著百分比A＝6.7％，說明分子篩晶體在載體上有一定的附著量；減重百分比B＝26.78％，說明有26.78％的分子篩晶體被超聲清洗下來，這表明所合成的分子篩膜其附著強度較低。實施例4晶化母液的配置方法如下取2.50毫升四丙基氫氧化銨溶液(1.2505摩爾/升)，加入31.97毫升去離子水中，攪拌15分鐘；稱取0.0034克鋁片，放入上述溶液，攪拌到鋁片被溶解為止(約2小時)，再取5.58毫升正矽酸乙酯，在強烈攪拌下逐滴加入，室溫下攪拌16小時；得到均相的晶化母液，其摩爾配比為1TPAOH∶8TEOS∶600H2O∶0.04Al。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，用分析天平稱重m1＝0.9396克，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入以預熱到180℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化96小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將所得的載體管置於110℃烘箱中乾燥24小時，用分析天平稱重m2＝1.0129克。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥24小時，再放入乾燥器中冷卻後，用分析天平稱重m3＝1.0054克。
對晶化後的載體內表面進行XRD、SEM表徵。XRD顯示是MFI結構的Silicalite-1晶型圖譜。SEM照片顯示，載體表面有覆蓋完全、交聯良好的分子篩膜層形成。有效相對附著百分比A＝7.0％，說明分子篩晶體在載體上有一定的附著量；減重百分比B＝10.3％，說明只有10.3％的分子篩品體被超聲清洗下來，而絕大部分的分子篩晶體與載體之間有著較強的結合力，這表明所合成的分子篩膜有著較高的附著強度。實施例5晶化母液的配置方法如下取18.76毫升四丙基氫氧化銨溶液(1.2505摩爾/升)，加入239.38毫升去離子水中，攪拌15分鐘；再取41.86毫升正矽酸乙酯，在強烈攪拌下逐滴加入，室溫下攪拌16小時；得到均相的晶化母液，其摩爾配比為1TPAOH∶8TEOS∶600H2O。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液300毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入以預熱到180℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化96小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將所得的載體管置於110℃烘箱中乾燥24小時。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥24小時，再放入乾燥器中冷卻後。將以上步驟重複3次。
合成後的膜管在焙燒前是氣密的，這說明焙燒前，分子篩膜是沒有缺陷的。焙燒後，測量了純N2、Ar、CH4、C2H4、C3H6、C3H8和H2在25℃時的滲透率。H2、N2、Ar的滲透率與滲透壓差無關，H2/N2、H2/Ar的滲透率之比分別為3.09和4.47，偏離努森擴散分離比。而H2/CH4、H2/C2H4、H2/C3H6、H2/C3H8的滲透率之比分別為2.67、3.49、14.02、17.13，其中H2/C3H6、H2/C3H8的滲透率之比與努森擴散分離比相差較大，這說明所合成的分子篩膜具有分子篩分作用。
表1純氣體的滲透率[25℃，單位10-7摩爾/(摩爾/米2·秒·帕)]氣體 H2N2Ar CH4C2H4C3H6C3H8滲透率3.44 1.11 1.06 1.29 0.980.250.20理想分離比 1.00 3.09 3.23 2.67 3.4914.02 17.13努森選擇性 1.00 3.74 4.47 2.83 3.744.584.69實施例6超聲清洗在絲光沸石膜製備過程中的應用。
晶化母液的配製方法如下晶化母液的摩爾組成為11.4Na2O∶1.5Al2O3∶40SiO2∶1500H2O∶1.5TEABr。取16.50毫升氫氧化鈉溶液(1.7230摩爾/升)，與16.95毫升去離子水混合，攪拌5分鐘；稱取0.511克鋁酸鈉、0.453克四乙基溴化銨，依次加入上述溶液，攪拌30分鐘；取3.98毫升矽溶膠，在強烈攪拌下逐滴加入，攪拌2小時，得到晶化母液。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入已預熱到170℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化72小時，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗5小時，取出，置於110℃烘箱中乾燥。
對晶化後的載體內表面進行XRD、SEM表徵。XRD顯示是絲光沸石晶型的圖譜，且無雜晶的存在。SEM照片顯示沸石膜覆蓋完全、交聯良好，膜的厚度約為30微米。
超聲清洗時間對對絲光沸石膜的附著量的影響(晶化母液的摩爾組成為11.4Na2O∶1.5Al2O3∶40SiO2∶1500H2O∶1.5TEABr)。由試驗證實，超聲時間在30分鐘較為合適，超過30分鐘後，附著量基本不變。
氣體滲透用的絲光沸石膜管是經過4次水熱晶化而製得。在室溫下(25℃)，其氫氣、氮氣和氬氣的滲透率分別為6.92、1.81和1.79(10-7摩爾/米2·秒·帕)。其H2/N2的理想分離比為3.82，高於努森擴散選擇性，說明此絲光沸石膜有分子篩分作用。
醇/水混合物的全滲透蒸發數據列於表1。由表1可見，絲光沸石膜能選擇性地透過水，其水/甲醇、水/乙醇、水/正丙醇和水/異丙醇的分離因子最高可分別達到1500(50℃，Xw＝15％)、4200(70℃，Xw＝15％)、4200(70℃，Xw＝50％)和3400(70℃，Xw＝50％)。
表1絲光沸石膜在醇/水體系中的全滲透蒸發原料 滲透溫度/℃ 水含量Xw/摩爾％ 滲透通量Q/千克/(米2·小時) 分離因子/α甲醇/水20 15 0.51 120050 15 1.14 150020 50 0.57 130050 50 1.23 1400乙醇/水20 15 0.49 280070 15 1.12 420020 50 0.77 210070 50 1.65 3600正丙醇/水 70 15 0.98 350070 50 1.08 4200異丙醇/水 70 15 1.12 300070 50 1.35 3400純水 20 1000.7770 1001.88實施例7超聲清洗在BETA沸石膜製備過程中的應用。
晶化母液的配製方法如下晶化母液的摩爾組成為23.6SiO2∶1.0Al2O3∶4.0Na2O∶3.88(TEA)2O∶1375H2O。取4.91毫升氫氧化鈉溶液(1.8531摩爾/升)，8.09毫升四乙基氫氧化銨(1.4562摩爾/升)和22.91毫升去離子水混合，攪拌5分鐘；稱取0.360克鋁酸鈉加入上述溶液，攪拌30分鐘；取4.09毫升矽溶膠，在強烈攪拌下逐滴加入，攪拌2小時，得到晶化母液。
所用的α-Al2O3多孔陶瓷管φ12毫米×250毫米×2毫米，內表面頂層孔徑約為150納米。將其切割成約1釐米長的小段。在室溫下，依次用5％(重量)的鹽酸和5％(重量)的氫氧化鈉溶液在超聲波下清洗1小時，用去離子水洗滌至中性，置於110℃烘箱中乾燥24小時，放入乾燥器中冷卻備用。
取上述配置的晶化母液40毫升，倒入不鏽鋼晶化釜內。取上述備用的氧化鋁陶瓷管，將其垂直固定於晶化釜中。將晶化釜放入已預熱到40℃的烘箱中，在自生壓力下水熱晶化16～20天，無攪拌。晶化結束後，用自來水冷卻晶化釜，開釜，用去離子水清洗載體管至中性。將此載體管置於超聲波清洗儀的波束中央，超聲清洗30分鐘，取出，置於110℃烘箱中乾燥。
對晶化後的載體內表面進行XRD、SEM表徵。XRD顯示是BETA沸石晶型的圖譜，且無雜晶的存在。SEM照片顯示沸石膜覆蓋完全、交聯良好，膜的厚度約為10微米。
權利要求
1.一種分子篩膜強度的表徵方法，包括以下步驟a)先將重量為m1的載體置於反應釜中進行分子篩晶化反應，在載體上生長出均勻的分子篩膜，然後經乾燥得重量為m2的含分子篩膜載體；b)將重量為m2的含分子篩膜載體置於超聲波束中清洗後，經乾燥後得重量為m3的含分子篩膜載體，其中有效相對附著百分比A=100(m3-m1)m1%,]]>減重百分比B=100(m2-m3)m2-m1%,]]>A的取值範圍為5～20％，B的取值範圍為0～40％。
2.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於超聲波束中清洗的時間為0.5～5小時。
3.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於乾燥的溫度為80～200℃，乾燥時間為1～20小時。
4.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於超聲波束由超聲波清洗儀提供。
5.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於含分子篩膜載體置於超聲波束中央。
6.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於A的取值範圍為5～15％。
7.根據權利要求1所述分子篩膜強度的表徵方法，其特徵在於B的取值範圍為0～20％。
全文摘要
本發明涉及分子篩膜強度的表徵方法，主要解決以往文獻中未涉及分子篩膜強度的測定，從而對製得的分子篩膜能否形成優良性能缺乏監控的問題。本發明通過採用將製得的分子篩膜置於超聲波束中清洗，然後測得有效相對附著百分比和減重百分比的技術方案，較好地解決了該問題，可用於分子篩膜的工業製備中。
文檔編號G01N33/00GK1443596SQ0211101
公開日2003年9月24日 申請日期2002年3月13日 優先權日2002年3月13日
發明者陳慶齡, 張延風, 許中強, 盧冠忠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院