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大连理工大学耐酸沸石膜微观结构设计获进展

  近日大连理工大学副教授杨建华课题组,针对沸石分子筛膜的亲水性和耐酸性矛盾,通过对沸石膜的微观结构的设计,构建了一种调控沸石膜的亲水性与耐酸性的新策略,在保持体相的亲水性的同时提高了介观尺度的耐酸性,首次制备了硅铝元素微观空间分布均匀的ZSM-5沸石膜, 该膜表现了“三高”乙酸脱水分离性能。

  在此基础上,研究人员针对正丙醇、异丙醇、正丁醇和异丁醇等醇类脱水分离体系的分子物性,对ZSM-5沸石膜的厚度和体相硅铝比微观结构进行设计,制备了对醇类有机物水溶液中水表现专一高通量的ZSM-5沸石膜,该膜的分离性能为国际文献报道的最佳值。这系列工作突破了第一代沸石膜NaA分子筛膜在工业化应用中酸性环境下性能低劣的技术瓶颈,引领第二代沸石膜即耐酸性沸石膜的研制,并为其工业化应用奠定了基础。

  在此基础上,该课题组对沸石膜骨架异原子的选择性和专一性进行了研究,面向水中少量有机物分离的需求,设计了B-ZSM-5沸石分子筛膜,研制了高性能的透醇B-ZSM-5沸石膜,展示了沸石膜在燃料乙醇等生物化学品中的应用愿景。