分子篩膜的制備和新型分子篩膜反應器.pdf

1、本文以JamesWei[117]所建立的高對位選擇性反應動力學模型為基礎，提出了一種新型催化膜反應器的模型，并進行了數(shù)學模擬。證實了采用死端模型的改性ZSM-5分子篩催化膜反應器，通過把反應物與產(chǎn)物的分離，降低產(chǎn)物端壓力，能在甲苯的轉(zhuǎn)化率接近100％的情況下，對位選擇性仍保持在99％以上。并對模型的原料處理能力、轉(zhuǎn)化率以及對位選擇性的影響因素進行了討論，為催化膜反應器的開發(fā)提供了理論依據(jù)。 在分子篩膜制備方面，首先以固體硅膠為硅

2、源制備出70nm尺度的silicalite-1分子篩，并以其作為晶種，采用無模板劑二次生長法在α-Al2O3多孔支撐體表面合成出MFI型分子篩膜，發(fā)現(xiàn)多層晶粒膜生長機理和兩種新的無模板劑二次生長配方，可以制備出不同形貌的單層柱狀MFI型分子篩膜。制備多層晶粒膜和單層柱狀膜的關(guān)鍵區(qū)別是合成液與晶種層接觸的充分程度，如果固體膠狀物質(zhì)沉積在晶種層表面，就會阻礙上層晶種層向外生長，而轉(zhuǎn)向各層晶粒共同發(fā)展，吸入晶種層的膠體物質(zhì)充填在晶粒間的空隙，

3、起彌補缺陷的作用。通過MFI型分子篩膜進行了單氣體滲透測試，發(fā)現(xiàn)即使經(jīng)過450℃焙燒，采用無模板劑方法制備的分子篩膜仍然無法分離正丁烷/異丁烷。 以甲苯歧化為模型反應，用改性HZSM-5分子篩膜組裝成催化膜反應器，研究了多種因素對反應過程的影響。實驗結(jié)果表明，由于膜存在缺陷，大量甲苯原料通過缺陷擴散到滲透端，甲苯轉(zhuǎn)化率只有1％左右。通過Mg2+離子交換和有機硅的化學液相沉積，無助于彌補缺陷，但可以通過縮小分子篩孔道或覆蓋外表面酸