[发明专利]一种蒸汽辅助转化制备SSZ-13分子筛膜的方法

说明书

本发明公开了一种蒸汽辅助转化制备SSZ‑13分子筛膜的方法，包括以下步骤：(1)SSZ‑13分子筛晶种的制备；(2)多孔支撑体的预处理，在多孔支撑体上涂覆密度为1‑300μg/cm²晶种层；(3)SSZ‑13分子筛膜的制备，加入少量的合成溶胶且与预处理的支撑体不接触，溶胶加热后汽化传递热量和少量结构导向剂和水，配合预涂敷溶胶而发生晶化作用，从而形成分子筛膜。本发明的蒸汽辅助转化可节约90％以上的合成溶胶，合成操作过程安全，减少反应废液的排放。本发明方法经济、安全、环保且制备的膜性能优异，可应用于分子筛膜的工业化制备。

技术领域

本发明涉及一种分子筛膜的制备方法，特别是涉及一种蒸汽辅助转化制备SSZ-13分子筛膜的方法，属于分子筛膜材料技术领域。

背景技术

膜分离过程具有能耗低、占地面积小以及成本经济等优势，SSZ-13分子筛具有菱沸石型(CHA)8元环孔道结构，其8元环孔道尺寸为由于其优异的分子筛分能力，被用于从稍大分子中分离出和等小分子物种。SSZ-13分子筛膜在天然气净化脱除二氧化碳和氮气杂质气体领域具有较大的应用潜力。

现有的SSZ-13分子筛膜的合成大多采用水热二次合成法，如Lee(Journal ofMembrane Science，2019，611，118390)等在管状和片状载体上制得的SSZ-13分子筛膜对CO₂/N₂分离因子在20～30，Yu(Journal of Membrane Science，2019，588，117224)等在管状载体水热合成SSZ-13分子筛膜，对CO₂/CH₄的分离因子为99，宋世超等(Separation andPurification Technology，2019，209，946-954)在管状载体上制得的SSZ-13分子筛膜对N₂/CH₄选择性为10，王斌等(Microporous and Mesoporous Materials，275，191-199)在管状载体上合成SSZ-13分子筛膜对于N₂/CH₄理想选择性为16。吴婷等(Journal of MembraneScience，473，201-209)采用水热合成制备的管状SSZ-13分子筛膜对于N₂/CH₄混合体系选择性为11.8。同时，现已公开的发明专利CN108579449A和CN104289115A都报道了SSZ-13分子筛膜的制备方法。上述期刊论文和专利报道，均采用传统的水热方法制备SSZ-13分子筛膜：膜管浸没于合成溶胶中，在密闭的高温高压下水热合成。传统的水热合成法存在如下弊端：需要大量的合成溶胶同时又产生大量的固体废弃物；溶胶容易沉降产生浓度不均匀而影响膜合成的重复性；反应的压力较高而不安全等。诸多不利因素阻碍了分子筛膜的工业化应用。

发明内容

本发明的目的是为了改进SSZ-13分子筛膜的制备方法，提供一种蒸汽辅助转化制备SSZ-13分子筛膜的方法，能够极大的减少溶胶使用量，节约化学药品，减少反应废液的排放，做到经济、安全和环保。所述方法制备的SSZ-13分子筛膜对气体分离如N₂/CH₄、CO₂/CH₄、氢气分离和氦气等稀有气体分离中具有广泛的应用前景。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种蒸汽辅助转化制备SSZ-13分子筛膜的方法，步骤如下：

(1)SSZ-13分子筛晶种的制备：