無模板劑二次生長法合成MFI型分子篩膜及氫氣分離研究

無模板劑二次生長法合成MFI型分子篩膜及氫氣分離研究

《無模板劑二次生長法合成MFI型分子篩膜及氫氣分離研究》是依託華南理工大學,由袁文輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

  • 中文名:無模板劑二次生長法合成MFI型分子篩膜及氫氣分離研究
  • 項目類別:面上項目
  • 項目負責人:袁文輝
  • 依託單位:華南理工大學
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

氫能源是一種具有燃燒效率高、清潔無污染等特點的理想的能源載體,利用高能量密度的液體燃料製取和分離氫氣是有效利用氫氣的關鍵。本項目擬通過分子篩膜反應器與水汽變換反應耦合,催化分離協同作用,打破化學平衡,獲得較高純度的氫氣和二氧化碳,降低操作成本,提高反應效率。本項目將開展用無模板劑的二次生長法製備無缺陷高性能分子篩膜,選取適當的矽源,通過線上氣相化學沉積修飾分子篩膜的孔道,考察分子篩膜微孔結構的影響因素,通過水汽變換反應的組成氣體的滲透研究,探明分子篩膜的滲透機理;用溶膠-凝膠法製備高濃度氧化鈰溶膠,用浸漬法改性Cu基催化劑,考察其催化性能,構建分子篩膜反應器,與水汽變換反應耦合,通過系統考察膜反應器的操作參數、反應器結構、膜性能對反應結果的影響,建立膜反應器的數學模型,並最佳化膜反應器的結構,研究分子篩膜反應器與水汽變換反應耦合的協同關係,最佳化系統操作參數,為氫氣製取和分離研究開發奠定基礎。

結題摘要

MFI型沸石分子篩因其特殊孔道結構以及良好的吸附性能,具有良好的分離、催化性能,使得分離分子水平的混合物有望實現,故在分離、催化領域具有良好的套用前景。本項目採用無模板劑二次生長法在α-Al2O3中空纖維上合成了高質量的MFI型沸石分子篩膜。並利用XRD檢測晶種和沸石分子篩的晶體結構,利用SEM檢測晶種層和沸石分子篩膜的表面形貌。298K下H2/SF6和 H2/n-C4H10的理想分離因子分別為125和152,遠遠大於兩者的努森擴散係數8.54和5.38,這充分的表明合成的分子篩膜沒有缺陷。在混合氣體的滲透測試中,H2/CO2的分離因數在723K時達到了10左右,同時,氫氣的滲透通量達到了5.56×10-7 mol•m-2•s-1•Pa-1。結合當前NaA型分子篩膜的國內外研究現狀和研究熱點,本項目通過考察NaA型分子篩及NaA型分子篩膜成膜過程中的多種影響因素,進而最佳化合成條件,採用微波輻射的方法合成出了顆粒均勻的NaA型分子篩,同時採用原位/微波輻射在不同載體上製備NaA型分子篩膜,並利用XRD、SEM、滲透汽化和氣體滲透等表征手段對其進行了表征,探索了通過不同改性方式在α-Al2O3載體表面合成的NaA型分子篩膜的分離性能。結合當前PHI型分子篩及分子篩膜的國內的研究現狀和研究熱點,本項目通過考察PHI型分子篩成膜過程中得多種影響因素,進而最佳化合成條件,採用原位水熱合成法與二次生長法合成出了均勻、緻密的PHI型分子篩膜,並利用粒徑分析儀、XRD、SEM和滲透汽化等表征手段對其進行了表征,探索了通過不同合成方式在α-Al2O3載體表面合成的PHI型分子篩膜的分離性能。此外,本項目以Ce(NO3)3•6H2O和ZrO(NO3)2•2H2O為原料採用改進溶膠一凝膠法合成了納米級鈰鋯固溶體,考察了不同鈰鋯摩爾比和溫度條件對製備固溶體的粒度、晶型和還原性能的影響,獲得了最佳化工藝條件。

熱門詞條

聯絡我們