作为沸石分子筛膜的重要组成部分,MFI型沸石分子筛膜具有孔径均一、硅铝比可调、耐高温、耐腐蚀等特性,并且具有较高的硅铝比,在催化反应、渗透蒸发、气体分离等方面均有着广阔的应用前景。由于其在提纯方面有着十分明显的效果,因此被业内誉为最具发展潜质的沸石分子筛膜。

MFI型沸石膜因其具有与常规分子大小相近的孔半径和高的热稳定性及化学稳定性,已成为分子筛膜研究的热点和首选对象。与其它类型分子筛膜相比,MFI型沸石膜更加容易制备,合成条件宽松,很少发生转晶,杂晶。同时,相对而言,MFI型分子筛膜的缺陷比其它类型的分子筛膜少,更有可能在气体分离等一些重要领域得到应用。因此需要使用TEOS和TPAOH为原料合成MFI沸石膜,使用常用的一些表征手段如XRD、SEM检测膜的性质。

制备实验中所用的载体为外径13.0mm,内径8.0mm的仅A1203管式材料,长75.0mm,平均孔径为51am。由于载体表面比较粗糙,且有可能吸附微量的杂质,故无法直接在其表面合成分子筛膜,需要进行打磨以使表面平整。依次用600,800及1200的砂纸进行打磨,然后用超声波震荡清洗,除去孔内残留的砂纸颗粒,再分别用稀盐酸、氢氧化钠溶液和无水乙醇浸泡,以除去吸附在上面的各种杂质,最后放入马弗炉中程序升温至500℃焙烧12h,待温度降到室温后移至150℃烘箱烘干备用。

从SEM照片可以看出当温度升高后,MFI沸石晶体粒径增大,晶体形貌也有改变,粒径分布变大,由规则的六边形转化为不规则的长四边形。研究表明,晶体晶化过程分为成核期和生长期两个阶段,反应过程中分别需要成核活化能和生长活化能,根据反应动力学,相同时间下升温能加快反应速率,导致晶粒变大。

沸石分子筛膜在物质分离、膜反应、催化、传感器、微电子、导体等诸多领域都有广泛地应用。MFI型沸石膜因其独特的组成和性能,在醇、水、醇、醇分离方面有着广阔的应用前景。另外沸石在光学和光催化方面也有着其独特的作用。