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高性能AlPO4-14分子篩膜的制備及氣體分離性能
關鍵詞：磷酸鋁分子篩 晶種法 二次生長法
摘要：制備了高性能的AlPO4-14分子篩膜.首先通過控制反應溶膠中水和模板劑的含量制備了形貌均一的AlPO4-14分子篩,分子篩的尺寸為15~18μm;然后采用晶種法即在反應凝膠中加入分子篩作為晶種進一步調控分子篩的大小,使得AlPO4-14分子篩的尺寸從15~18μm減小到2~3μm,得到形貌均一的純相片狀晶體,同時有效縮短了制備時間;最后以多孔管狀莫來石為支撐體,采用二次生長法制備AlPO4-14分子篩膜.考察了2種不同大小的晶種對膜形貌和性能的影響,發現以大尺寸的分子篩(15~18μm)作為晶種制備的分子篩膜的分離層存在較多缺陷,而采用小尺寸的晶種(2~3μm)制備的膜層較均一致密.AlPO4-14分子篩膜經高溫脫除模板劑后仍然保持著純相的AlPO4-14晶型,表明二次生長法促進了AlPO4-14晶體在膜層中的生長且使其具有更高的結晶度和熱穩定性.在25℃,100 k Pa下,AlPO4-14分子篩膜對H2/CH4,CO2/CH4和H2/CF4的理想分離因子分別為28,40和1047,且H2和CO2的滲透速率分別為6. 3×10^-7和9×10^-7mol·(m2·s·Pa)^-1;對等摩爾CO2/CH4混合氣體的分離因子為81. 5,且CO2的滲透速率為8. 8×10^-7mol·(m2·s·Pa)^-1.
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