[发明专利]用于乙酸脱水的丝光沸石膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料渗透分离技术领域，涉及一种沸石分子筛膜的制备方法，特别涉及一种以氟离子为无机结构导向剂的条件下微结构优化合成超薄、耐酸且具有优异的乙酸脱水性能的丝光沸石膜的方法。

背景技术

在石油化工、有机化工、精细化工和新能源等领域中有机产品及溶剂常常需要精制提纯。精制提纯一般包括有机物脱水、水中脱有机物及有机物/有机物分离等几个领域。其中，有机物脱水很大一部分为有机物的在苛刻环境(如酸性)条件下的脱水提纯。如乙酸、丙烯酸等有机酸的脱水精制；生物化工所生产的乙醇、丙醇、糠醛等产品在脱水精制过程中常含有羧酸；酯化反应及酯类产品的精制过程中一般涉及强酸。然而，传统的精馏、共沸精馏、萃取精馏等方法对有机物的精制存在能耗高，设备投资大，产生二次污染等缺点。在乙酸产品生产中，乙酸的分离精制所消耗的能力为总能耗的98％。

无机膜是可用于渗透汽化过程的一类膜材料。无机膜比有机膜有着不可比拟的优点，其耐高温、抗腐蚀，可以在强溶剂和低pH值体系中进行操作。沸石膜是可以用于渗透汽化乙酸脱水的一类新型膜材料，其种类繁多，且膜孔径均一、分离选择性高、通量大，因此最具有工业应用前景。丝光沸石膜属于无机膜中的一种，在平行于c轴和a轴方向上分别有0.67nm×0.70nm的大孔道和0.26nm×0.56nm的小孔道。1990年，Suzuki等(Preparation and characterizationof a zeolite layer[J].Chem Express，1990，5：793-796.1)首次采用原位水热法在多孔硅铝酸盐支撑体上合成了丝光沸石膜。张延风等(小晶粒丝光沸石膜的制备与表征[J].催化学报，2002，23(2)：145-149.)用水热合成法在氧化铝载体上合成出的丝光沸石膜对水/甲醇、水/乙醇、水/正丙醇和水/异丙醇体系的最大分离系数分别为2600(水的摩尔分数X_w＝50％，T＝323K)，5500(X_w＝50％，T＝343K)，6000(X_w＝15％，T＝343K)和6800(X_w＝50％，T＝343K)。Xiansen Li等(Synthesis oflong-term acid-stable zeolite membranes and their potential application toesterification reactions[J].Journal of Membrane Science，339(2009)224-232)报道了无模板剂含氟丝光沸石膜的合成，合成的膜具有长久耐酸性，但对于高浓度水/乙酸体系，渗透通量和分离系数都不高，达不到工业应用要求。陈祥树等(CN200910186437.8)也报道了含氟丝光沸石膜的合成，并用于水/乙醇的渗透汽化，其渗透通量和分离系数都比较高，在pH＝1的条件下保持良好的耐酸性，但是没有报道用制备的该膜进行乙酸脱水的分离应用。