[发明专利]一种核壳型金属杂化silicate-1/SAPO-5复合分子筛陶瓷膜及其制备方法

摘要

本发明涉及一种核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜及其制备方法。一种核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：(1)silicate‑1分子筛合成液的制备；(2)SAPO‑5分子筛合成液的制备；(3)核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5分子筛复合晶种的制备；(4)核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜的制备。本发明提出的制备方法工艺简单、用时较短、成本较低及成膜率较高。

主权项

1.一种核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)silicate‑1分子筛合成液的制备：以硅源、有机模板剂、过渡金属盐和水为原料，反应体系的原料摩尔组成以氧化物计为：SiO2：aTemplate：bH2O：cX，a＝0.001～0.03，b＝40～1000，c＝0.015～0.1，Template为有机模板剂，X为过渡金属盐，所述的X中的过渡金属选自Fe、Co或Ni；按照上述用量，将硅源滴入到水中，并搅拌至完全水解，在搅拌状态下，将过渡金属盐和有机模板剂顺次逐步滴加到硅源水解后的溶液中，并持续搅拌至均匀得到反应液，将得到的反应液的pH值调节到11～12，即制得silicate‑1分子筛合成液；(2)SAPO‑5分子筛合成液的制备：以铝源、磷源、硅源、有机模板剂、过渡金属盐和水为原料，反应体系的原料摩尔组成以氧化物计为：1Al2O3：eP2O5：fSiO2：gTemplate：kH2O：mX，e＝0.8～1.3，f＝0.05～0.5，g＝0.75～3，k＝45～1000，m＝0.075～0.3，Template为有机模板剂，X为过渡金属盐，所述的X中的过渡金属选自Fe、Co或Ni；按照上述用量，在搅拌条件下，将过渡金属盐及铝源逐步加入到磷酸水溶液中，待其完全溶解后得到混合液，将有机模板剂和硅源顺次逐步滴加到混合液中，并持续搅拌至均匀得到反应液，将反应液的pH值调节到2.0～6.5，即制得SAPO‑5分子筛合成液；(3)核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5分子筛复合晶种的制备：将步骤(1)制得silicate‑1分子筛合成液放入反应容器中密闭，而后将密闭的反应容器放入到微波加热装置中，待微波加热装置升温至140℃～200℃，silicate‑1分子筛合成液在搅拌条件下反应20～60min，反应完毕后，反应容器自然降温至室温，而后将所制备样品取出，进行清洗和离心分离，即制得金属杂化的silicate‑1分子筛晶种；将所制得的金属杂化的silicate‑1分子筛晶种放入到步骤(2)制得的SAPO‑5分子筛合成液中，上述silicate‑1分子筛合成液与SAPO‑5分子筛合成液的体积比为1：1，然后将装有所述的金属杂化的silicate‑1分子筛晶种和SAPO‑5分子筛合成液的密闭反应容器放入到微波加热装置中，待微波加热装置升温至160℃～200℃，所述的金属杂化的silicate‑1分子筛晶种和SAPO‑5分子筛合成液在搅拌条件下反应30～60min，反应完毕后，反应容器自然降温至室温，而后取出所制备样品，清洗及离心分离，干燥得到核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛晶种；(4)核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜的制备：采用旋涂法在进行预处理后的陶瓷载体表面制备壳聚糖涂层，然后用机械碾压法将步骤(3)所制备的silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛晶种均匀担载于壳聚糖涂层修饰后的陶瓷载体表面，并将其置于装有步骤(2)制备得到的SAPO‑5分子筛合成液的反应容器中，使所述的陶瓷载体完全浸没于SAPO‑5分子筛合成液中，160℃～200℃条件下，微波加热反应器中反应60～90min，反应完毕后，反应容器自然降温至室温，而后取出样品进行清洗，干燥得到核壳型金属杂化silicate‑1/SAPO‑5复合分子筛陶瓷膜。