無機膜是用無機材料如陶瓷、金屬(及其氧化物)、多孔玻璃和Zeolite等制成的一種膜。與傳統(tǒng)有機膜相比,無機膜具有耐高溫、化學穩(wěn)定性好、機械強度大及易清洗再生等優(yōu)點,因此廣泛應用于化工領域中。在實際應用過程中,其在分離中不會發(fā)生相變基礎上,能夠很大程度上降低能源消化,完善與簡化整體工藝,使其催化工程通過吸附、分離過程來增多反應物與移走產(chǎn)物,進而實現(xiàn)化學平衡移動過程,提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率,縮減成本。
作為無機膜范疇的沸石分子篩,其具有傳統(tǒng)無機膜的優(yōu)勢之外,還繼承了分子篩的特點,因此其優(yōu)點更加突出,如孔徑均衡、可以調(diào)節(jié),并且與一般分子尺寸相近,大小在?0.3~1nm?之間,因此能夠根據(jù)自身孔徑大小而實現(xiàn)不同分子篩的分離功能。另外,由于沸石晶體的硅鋁比可調(diào)節(jié)、陽離子可被其它離子交換,因此在催化領域內(nèi)有著巨大的應用前景。
?為了進一步提高沸石分子篩催化性,研究學者提出了一種具有?MFI?拓撲結(jié)構(gòu)的沸石分子篩制備方法,其具體指的是不同硅鋁比的?ZSM-5?及雜原子同構(gòu)取代的變體。這種特殊的沸石分子篩有著均一的微孔結(jié)構(gòu),高熱與水熱穩(wěn)定性,并且具有骨架金屬相關的酸性,因此廣泛應用于當前的石油化工領域中,發(fā)揮其多相催化、吸附與分離、離子交換等優(yōu)勢。并且伴隨著該催化劑的大量使用,研究學者對其的介孔改性技術(shù)也在不斷深入研究,最近Verboekend與?Groen等學者對其率先展開堿處理與介孔改性試驗。通過試驗表明,隨著骨架金屬電荷對ZAM-5沸石分子篩持續(xù)脫硅的誘導作用,水熱堿刻蝕導致沸石產(chǎn)生體相結(jié)構(gòu)缺陷,可對沸石晶體實現(xiàn)由表及里的堿溶蝕、拓孔和反向孔幾何修飾;堿溶濾促使水熱堿蝕產(chǎn)物選擇性脫硅,是形成沸石晶內(nèi)介孔的核心過程。
在實際應用剝離與催化過程中,可以采用二次生長法,其對于沸石分子篩膜的合成是一種較為穩(wěn)妥且高效的方法。在二次生長法中,對于有載體膜的合成,首先通過浸漬的方法讓沸石材料溶膠預涂到載體上形成前驅(qū)膜,然后讓前驅(qū)膜進行二次生長,并將前驅(qū)膜放盛有沸石合成液的晶化釜中晶化一定時間,即得到薄且定向的MFI沸石分子篩膜。