[发明专利]一种DD3R分子筛膜的合成方法

说明书

本发明公开了一种DD3R分子筛膜的合成方法，通过将无定型的sigma‑1分子筛与无机颗粒混合制备载体，并进一步通过二次生长法在载体上晶化DD3R分子筛层，继而采用分级焙烧的方法，最终制备成DD3R分子筛膜层，采用该方法制备的分子筛膜不容易产生缺陷，合格率高。

技术领域

本发明涉及分子筛膜的制造方法，具体的，涉及一种具有无缺陷的DD3R分子筛膜的合成方法。

背景技术

分子筛在当今工业中可以作为吸附剂、催化剂、载体等使用，此外，利用分子筛的吸附和筛分作用，在由金属或陶瓷构成的多孔基体上成膜的沸石层叠复合体可应用于气体分离膜和渗透汽化膜。伴随上述的情况，人们提出了使用各种多孔基体的沸石叠层复合体及其制造方法。根据结晶结构的不同，分子筛具有不同的构型，例如LTA、MFI、MOR、AFI、FER、FAU、DDR等。在这些种类中，DD3R(Deca-Dodecasil3R)是主要成分由二氧化硅构成的结晶，其微孔由含有氧8元环的多面体形成，同时氧8元环的微孔径为4.4×3.6埃(参照W.M.Merier，D.H.Olson，Ch.Baerlocher，Atlas of zeolite structure types(沸石结构类型图集)，Elsevier(1996))。

因为其全硅的骨架结构和合适的孔径范围，DD3R分子筛膜理应成为一种应用潜力巨大的分子筛膜种类之一。但是目前，其工业化应用较少，刨除制备方法复杂的原因，其在焙烧过程中容易产生缺陷也同样是很重要的一个原因。DD3R分子筛膜在制备过程中采用1-金刚烷胺作为模板剂， 为保证分子筛的孔径不被模板剂占据，需经过高温焙烧以脱除模板剂，常见的焙烧温度都大于600℃，因此，在高温焙烧过程中，常常由于膜分离层和载体材料的热膨胀系数差异导致缺陷的产生，从而影响了该类型分子筛膜的工业化应用。

因此，亟需一种制备方法以克服DD3R分子膜焙烧过程中缺陷的产生。

发明内容

本发明的目的是为了解决DD3R分子膜焙烧过程中缺陷的产生，提供一种制备方法以解决上述问题。

本发明采用以下技术方案：

一种合成DD3R分子筛膜的方法，其特征在于该合成方法包括以下步骤：

（1） 将无机颗粒与无定形的sigma-1分子筛混合后压制并煅烧成载体，其中无机颗粒和sigma-1分子筛晶体的质量为1:20-20:1；

（2） 在氧气氛围中加热载体，加热温度为200-400℃，并继续在湿度20%-40%环境中保存6-12h；

（3）将晶种分散在溶剂中制成晶种浆液，并添加1-5%的水玻璃后混合均匀；

（4）将载体的一面涂覆晶种，干燥备用；

（5）制备含有1-金刚烷胺、硅源和水混合而成的铸膜液；

（6）将载体置于铸膜液中水热合成分子筛膜；

（7）将合成好的分子筛膜在高温下焙烧以脱除1-金刚烷胺。

优选的，所述的载体形式选自片式、管式、多通道式或中空纤维式中的一种。

优选的，当载体选自片式、管式、多通道式时，在步骤（2）、（3）之间还具有步骤（2-1），将载体相对于涂覆晶种的另一面做物理性防水层以使其在后续水热合成中与合成液不接触；在步骤（6）、（7）之间具有步骤（6-1），将所述的物理性防水层拆除。

优选的，当载体选自中空纤维式时，在在步骤（2）、（3）之间还具有步骤（2-1），将载体的两端进行物理性密封；在步骤（6）、（7）之间具有步骤（6-1），将所述的物理性密封拆除。

优选的，所述的物理性防水层是采用生料带进行覆盖，所述的物理性密封是采用生料带缠绕密封。