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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(diào)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(fā)現(xiàn)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(jīng)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(jié)晶度和熱穩(wěn)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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