[发明专利]Ge‑ZSM‑5分子筛膜用于乙酸‑水体系分离水组分的方法

摘要

本发明是一种Ge‑ZSM‑5分子筛膜用于乙酸‑水体系分离水组分的方法，具体是指掺有锗原子的ZSM‑5沸石分子筛膜用于高浓度乙酸水溶液中渗透蒸发分离乙酸，分离因数可达到无穷大，通量高出现有技术。该沸石分子筛面膜合成方法为无模板剂法，极大降低生产成本、简化生产工艺，有利于环境保护；原料为国产廉价产品，方便易得，成本低。在选择性方面，渗透侧水浓度可以达到100％，分离因数可为无穷大；通量方面，可以长时间稳定在600g/m2．h，并且具有良好的温度依存性和浓度依存性。

主权项

一种用于乙酸‑水体系分离水组分的Ge‑ZSM‑5分子筛膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)载体预处理：用砂纸对α‑Al2O3陶瓷管载体进行打磨，再用30wt％的乙酸超声清洗，然后用1mol/L的氢氧化钠溶液超声清洗，最后水洗至中性；将清洗干净的α‑Al2O3陶瓷管载体烘干，煅烧，备用；(2)大晶种制备将ZSM‑5分子筛与水充分混合，配制浓度为2.5wt％的大晶种液，然后反复超声和搅拌，直至大晶种的粒径为2‑4μm；(3)小晶种的制备对ZSM‑5分子筛进行球磨，加入水，重复搅拌和超声；静置一段时间，ZSM‑5分子筛置于瓶底，中间层为白色浑浊液，上层为清液；取上层的清液于50℃条件下干燥，烘干后器壁上附着了一层白色固体即为小晶种；小晶种的粒径为300‑500nm；(4)晶种涂晶配制浓度为0.25wt％的小晶种液，对α‑Al2O3陶瓷管载体涂晶方式采用变温热浸渍的方式，在步骤(1)得到的α‑Al2O3陶瓷管载体表面引入一层薄而致密的晶种层，晶种的涂覆过程，采用两次涂晶，大小晶种配合的方式进行涂晶；1)大晶种涂晶用聚四氟乙烯塞子将α‑Al2O3陶瓷管载体两端密封，烘干，将其置于大晶种液中静置20s，大晶种液浓度为质量分数4％，缓慢提拉出α‑Al2O3陶瓷管载体，将聚四氟乙烯塞子取下，在空气中晾干，干燥，最后置于150℃以上烘箱中固化；然后将α‑Al2O3陶瓷管载体表面过厚的晶种层擦除，使得α‑Al2O3陶瓷管载体表面恢复光滑；2)小晶种涂晶小晶种的涂晶步骤，用聚四氟乙烯塞子将α‑Al2O3陶瓷管载体两端密封，烘干，将其置于小晶种液中静置20s，小晶种液浓度为质量分数0.25％，缓慢提拉 出α‑Al2O3陶瓷管载体，将聚四氟乙烯塞子取下，在空气中晾干，干燥，最后置于150℃以上烘箱中固化； 3)合成液配制配制氢氧化钠水溶液，在机械搅拌下，滴加硅溶胶，混合液呈现乳白色牛奶状，保持水浴加热35℃和搅拌16h以上；将硫酸铝和氟化钠加入到上述混合液中，继续搅拌反应2h；上述各物质的摩尔比NaOH:SiO2:Al2(SO4)3:NaF:H2O＝17:26:1:25:1037；将上述混合液置于0℃继续搅拌，将乙氧基锗置于足够的异丙醇中进行稀释，再通过80℃水浴加热将多余的异丙醇除去，并进行一定量的补水，按体积比异丙醇:水为1:28，然后将其加入到上述的混合液中，按摩尔比为SiO2:Ge(OC2H5)4＝50‑200，既得合成液；将步骤1)和步骤2)涂晶后的晶种管两端密封置于反应釜中，加入合成液至高度没过晶种管，置于175℃烘箱中加热24h；取出，冷却，清洗，烘干。