二次生长法是制备取向沸石分子筛膜常用的方法,其操作过程主要包括取向晶种层的制备和取向晶种层的面内连生两个步骤。多孔载体表面取向晶种层的制备与二次生长过程中的孪晶抑制是获得取向分离膜的关键。近日,浙江大学王正宝教授课题组设计了一种简单且有效的取向晶种层印刷技术,并且通过在合成体系中引入聚六亚甲基双胍盐酸盐(简化为PHMB)作为孪晶抑制剂,成功地在多孔Al2O3载体表面制备出b轴取向的MFI型分子筛分离膜(图1),并且膜在低浓度乙醇水溶液中表现出了通量比无序膜高50%以上的分离性能。


在取向晶种层的二次生长过程中,通过在传统合成体系中引入PHMB来抑制膜层表面孪晶的形成。如图3a所示,当合成体系中不含有PHMB时,膜表面出现了较多的a轴取向孪晶。而随着合成体系中PHMB含量的增加,膜层表面的孪晶数量逐渐降低;当PHMB/SiO2为0.008(图3i)时可获得孪晶非常少的b轴取向MFI沸石分子筛分离膜。本文提出的晶种层转移技术为特定膜层结构的构建提供了新思路。

Yanwei Yang, Dr. Xiaofei Lu, Huayu Zhang, Xingtong Yu, Qiancheng Zheng, Prof. Dr. Zhengbao Wang
Chemistry – An Asian Journal
DOI: 10.1002/asia.202300218