自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法技术

本发明专利技术属于分子筛膜的技术领域，具体涉及自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法

【技术实现步骤摘要】
自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法


[0001]本专利技术属于分子筛膜的
，具体涉及自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法
。

技术介绍

[0002]分子筛是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性
。
分子筛膜是一种新型膜材料，具有分子筛分的功能
。
分子筛膜具有与分子大小相当且均匀一致的孔径，具有高温热稳定性能
、
离子交换性能
、
择形催化性能和易被改性性能
。
分子筛膜有多种不同类型与不同结构可供选择，是理想的膜分离和膜催化材料
。
[0003]目前，分子筛膜的合成方法有原位水热合成法
、
堵孔法
、
晶种法
、
微波加热法
、
电泳沉积法和脉冲激光沉积法，目前大部分分子筛膜是集中在多孔载体如氧化铝
、
不锈钢等上采用原位水热合成法和晶种法合成分子筛膜
。
[0004]陶瓷支撑体是分子筛膜制备和应用的基础
、
核心材料
。
不仅决定着分子筛膜层厚度
、
缺陷
、
界面结合强度等膜质量问题，而且影响着使用寿命
、
成本
、
运行维护等环节
。
目前市场上常用的分子筛膜支撑体形状为管状，合成的膜存在着合成面积小
、r/>渗透阻力大
、
成本高等不足
。
平板状多孔陶瓷是近年来发展应用的一种材料，是提升膜合成面积的较优选择材料
。
[0005]如
CN114405293A
公开了一种平板分子筛膜的制备方法及装置，重点研究了支撑体的预处理和分子筛膜的制备环节，载体研究较少；
CN115957636A
公开了一种饮水用陶瓷平板膜及其制备方法；
CN115781872A
公开了一种可用于化工
、
食品
、
污水处理及海水净化的陶瓷平板膜；
CN114133270A
公开了利用废物资源制备了可应用于工业和生活废水处理，酿造
、
化工和医药等行业分离的中空平板陶瓷膜；
CN108079788A
公开了一种水处理用非对称平板陶瓷纳滤膜的制备方法
。
上述公开的平板陶瓷膜主要是以水处理
、
物料分离等领域为主，其目的是降低成本
、
减少能耗
、
节约原料等
。
但是，针对合成分子筛膜产品仍旧面临如下问题：一
、
分子筛膜合成液酸碱度过高，支撑体耐酸碱性能难以满足其要求；二
、
板状陶瓷容易在使用过程中因材料本身韧性不足
、
脆性过大出现断板现象；三
、
在大面积板状陶瓷支撑体上制备均一分子筛膜，难度大
。
因此，为获得高质量
、
低成本的分子筛膜需针对分子筛膜合成体系和应用体系开展支撑体和分子筛膜制备统筹创新研究
。
[0006]CN108126533A
公开了一种添加分子筛烧结制备多孔陶瓷支撑体及原位水热合成分子筛膜的方法，在常规的多孔陶瓷支撑体配料中添加适量分子筛粉末（
LTA
，
FAU
和
MFI
型），成型，干燥，高温烧结后得到含分子筛转化物的多孔陶瓷支撑体；将所得陶瓷支撑体放入制备分子筛膜的合成液中原位水热合成分子筛膜，克服了现有涂晶技术的不稳定性和不重复性
。
多孔陶瓷材料可选氧化铝
、
碳化硅和粘土等，多孔支撑体可以是中空纤维
、
管状
、
平板状和多通道状，所制备的分子筛种类耐受温度为
500~700℃
，过高的温度会烧坏分子筛骨架结构，将分子筛晶体与支撑体粉体复合，这就需要支撑体烧结温度较低，在低温下制备的
支撑体强度和耐酸碱性能较低，无法满足后期应用
。
[0007]CN102583430A
公开了一种支撑体内壁合成
NaA
型分子筛膜的方法，配制晶种液，配制组成与合成
NaA
型分子筛膜用的合成液类似的清液，清液的组成为
Na2O:SiO2:A12O3:H2O=18~50:2~5:1:2000~5000
，将该清液与
NaA
型分子筛晶体悬浮液混合，得到的晶种液；预涂晶种层，采用浸涂法在支撑体内表面涂敷
NaA
型晶种，先将支撑体浸入到晶种液中，浸涂后烘干，得到带有晶种层的支撑体；配制合成
NaA
型分子筛膜用的合成液，合成液组成为
Na2O:SiO2:A12O3:H2O=7.5:2:1:600
，将其装入高压合成釜内，并将带有晶种层的支撑体插入到合成液中，进行动态水热合成反应，反应结束后取出用水洗涤，干燥，得到
NaA
型分子筛膜，采用的晶种分散液是合成
NaA
型分子筛用的合成液类似的清液，是一种具有牛奶状和一定浓度
、
粘度的液体，不易将晶种分散均匀，在干燥时会出现裂缝影响后期成膜质量
。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法，科学合理
、
简单易行，制备的支撑体易烧结
、
韧性高
、
耐腐蚀性能好，制备的分子筛膜分离效率高
、
表面平整
、
无缺陷
。
[0009]本专利技术所述的自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法，包括以下步骤：（1）将氧化铝粉体
、
硫酸铝
、
硅酸锆
、
氟化铝
、
复合添加剂
、
水混合，通过研磨，制成浆料
。
[0010]（2）将浆料喷雾造粒得到干燥粉体，向其中加入粘结剂
、
增塑剂
、
润滑剂，搅拌
、
捏合
、
练泥
、
陈腐，挤出生坯，烘干，烧结成陶瓷支撑体；所制备的陶瓷支撑体为中空状板式
。
[0011]（3）预制晶种悬浮液，将晶种悬浮液预涂至步骤（2）制得的陶瓷支撑体表面，低温煅烧，得到样品
。
[0012]（4）将步骤（3）的样品浸没入合成液
A
中，微波加热，冲洗至中性，干燥，然后再浸入合成液
B
中，水热合成，冲洗至中性，干燥，得到自增韧高通量板状多孔陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将氧化铝粉体
、
硫酸铝
、
硅酸锆
、
氟化铝
、
复合添加剂
、
水混合，通过研磨，制成浆料；（2）将浆料喷雾造粒得到干燥粉体，向其中加入粘结剂
、
增塑剂
、
润滑剂，搅拌
、
捏合
、
练泥
、
陈腐，挤出生坯，烘干，烧结成陶瓷支撑体；（3）预制晶种悬浮液，将晶种悬浮液预涂至步骤（2）制得的陶瓷支撑体表面，低温煅烧，得到样品；（4）将步骤（3）的样品浸没入合成液
A
中，微波加热，冲洗至中性，干燥，然后再浸入合成液
B
中，水热合成，冲洗至中性，干燥，得到自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜；合成液
A
是由
Na2O、Al2O3、SiO2、H2O
按照重量份数
4~6
份
、0.5~3
份
、1
份
、600~800
份配制的，合成液
B
是由
Na2O、Al2O3、SiO2、H2O
按照重量份数
20~40
份
、3~6
份
、1
份
、1000~1200
份配制的
。2.
根据权利要求1所述的自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法，其特征在于：步骤（1）中的氧化铝粉体
、
硫酸铝
、
硅酸锆
、
氟化铝
、
复合添加剂
、
水按照如下质量百分比混合：氧化铝粉体
70~80%
，硫酸铝
1~3%
，硅酸锆
1~5%
，氟化铝
0.5~1.5%
，复合添加剂
5~10%
，水
10~15%
，制成的浆料粘度为
3000~3500mPa
·
s。3.
根据权利要求1所述的自增韧高通量板状多孔陶瓷支撑的分子筛膜制备方法，其特征在于：步骤（1）中的复合添加剂为硅溶胶
、
聚氧化乙烯
、
羟丙基甲基纤维素按照质量比（
3~5
）
:
（
1~2
）
:
（
5~7
）混合的复合添加剂，其中硅溶胶中
SiO2含量
20~40wt.%
，聚氧化乙烯的相对分子质量为
1000~5000
，羟丙基甲基纤维素的粘度为
80000~150000...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡朋，伊俊颖，张超，张健，樊震坤，马宁，李泉，张伟，
申请(专利权)人：山东硅苑新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：