一种电泳沉积快速制备二维沸石分子筛膜的方法及其制备的二维沸石分子筛膜

文档序号:24825776发布日期:2021-04-27 15:50阅读:188来源:国知局

1.本发明属于纳米分离膜的制备技术领域,具体涉及一种电泳沉积快速制备二维沸石分子筛膜的方法及其制备的二维沸石分子筛膜。


背景技术:

2.随着能源危机和环境压力日益紧迫,膜分离技术由于具有分离效率高、不需要相变、节约能耗、易于控制、能够在高度集成的设备中连续运行的优势,已广泛应用于化工、食品、医药、生物、环境等领域,成为当今分离过程非常重要的手段之一。目前,膜分离技术一方面将改进、完善已有的膜过程,另一方面是不断探索和开拓新的过程与材料,并不断扩充原有的应用领域。
3.一直主导膜市场的聚合物膜无法同时具备高渗透性和高选择性,因此发展新型膜材料的主要目标之一是超越所谓的“robeson上界”。有明确分子尺寸的孔结构可以通过精确的分子筛机制实现高选择性(效率)的目标,而提高膜渗透性的关键问题是将膜厚度减少到纳米甚至亚纳米尺度。从这个角度来看,二维分子筛材料或分子筛纳米片具有独特优势。
4.沸石分子筛具有孔隙率高、孔径明确、化学稳定性和热稳定性好等优点,通过二维沸石纳米片的堆叠构筑具有短传质通道的二维分子筛膜,可以提高传质效率和渗透通量。目前,二维沸石分子筛的合成方法主要分为溶剂热法、表面活性剂模板合成和ador(组装

拆卸

组织

重组)三种。电泳沉积法在制备薄膜方面具有沉积速率高、厚度可控、均匀性好、易得到面积较大的膜等优点,是一种高效、有广泛应用前景的技术。溶剂热法具有可逆性,生产效率受限制;ador法选择性较强,但michal课题组通过一定时间的高温煅烧制备得到ipc

9和ipc

10的方法能耗较大。


技术实现要素:

5.为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种电泳沉积快速制备二维沸石分子筛膜的方法及其制备的二维沸石分子筛膜。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现:
7.一种电泳沉积法快速制备二维沸石分子筛膜的方法,包括以下步骤:
8.(1)将沸石纳米片粉末分散在溶剂中,超声辅助,获得沸石纳米片溶液;
9.(2)将步骤(1)所述的沸石纳米片溶液进行电泳沉积,干燥,获得二维沸石分子筛膜;所述电泳沉积条件为电压1mv~1000v,电泳沉积时间为1s~100h。
10.优选的,步骤(1)中所述沸石纳米片粉末为mww、mfi、ipc

9、ipc

10、zsm

5、fer、afo、cdo、heu、nsi中的一种。
11.优选的,步骤(1)中所述溶剂为水、乙醇、甲苯、氢氧化胆碱、氯化胆碱、十六烷基三甲基氢氧化铵、n,n

二甲基甲酰胺等溶剂中的一种或多种。
12.优选的,步骤(1)所述沸石纳米片粉末与溶剂的用量为1g沸石纳米片粉末:(1~
9000)ml溶剂;所述沸石纳米片粉末为干燥产物。
13.优选的,步骤(1)中所述超声时间为5s~100h。
14.优选的,步骤(1)中所述沸石纳米片溶液浓度为0.1~1000mg/ml。
15.优选的,步骤(2)中所述电泳沉积时工作电极为无孔基底或多孔基底。
16.优选的,步骤(2)中所述干燥为真空干燥。
17.由上述方法制备得到的二维沸石分子筛膜。
18.与现有技术相比,本发明具有如下优点及有益效果:
19.(1)本发明在制备沸石分子筛膜时,能比其他方法节省大量时间而得到相同厚度的膜,具有高效性。
20.(2)本发明所用的二维沸石分子筛膜制备方法简单,成本低,在工业化大规模生产方面拥有很大潜力。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式和保护范围不限于此。
22.实施例1
23.(1)将10g干燥的mww沸石纳米片粉末分散在100ml水中,超声辅助1h,获得沸石纳米片溶液;
24.(2)以无孔基底为工作电极,设置电压50v,将步骤(1)所述的沸石纳米片溶液进行电泳沉积5h,真空干燥,获得二维沸石分子筛膜。
25.实施例2
26.(1)将10g干燥的mfi沸石纳米片粉末分散在500ml乙醇中,超声辅助0.5h,获得沸石纳米片溶液;
27.(2)以无孔基底为工作电极,设置电压5v,将步骤(1)所述的沸石纳米片溶液进行电泳沉积20h,真空干燥,获得二维沸石分子筛膜。
28.实施例3
29.(1)将10g干燥的ipc

9沸石纳米片粉末分散在50ml甲苯中,超声辅助5h,获得沸石纳米片溶液;
30.(2)以多孔基底为工作电极,设置电压100v,将步骤(1)所述的沸石纳米片溶液进行电泳沉积0.5h,真空干燥,获得二维沸石分子筛膜。
31.上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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