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AFI型磷酸铝分子筛是一类具有新颖骨架结构和独特性能的微孔材料。它可以分子筛膜的形式负载在多孔载体上,在催化、吸附/分离、离子交换等领域具有广阔的应用前景。 在分子筛膜的制备过程中,载体的结构和化学性质是决定膜性能的重要因素之一。传统的α-Al2O3多孔陶瓷片在烧结过程中收缩率较高,机械强度较低。本文采用干压成型法制备了α-Al2O3多孔陶瓷片,结果表明提高烧结温度、掺杂TiO2或SiO2均可促进坯体的烧结,但TiO2会导致陶瓷片变形。当SiO2含量为12-32wt.%,在1180℃烧结时,收缩率小于2%,抗压强度大于100MPa。特别是含12wt.% SiO2的氧化铝基陶瓷片(标记为:12SiO2/Al2O3-1180)具有很好的综合性能。 然后,本文以12SiO2/Al2O3-1180多孔陶瓷片为载体,采用蒸汽辅助凝胶转化法制备了AFI型AlPO-5分子筛膜。结果表明:增加晶化时间有利于提高膜的覆盖度,优化的晶化时间为24h;重复合成也能够提高膜的覆盖度,但无法提高膜的致密性;增加凝胶用量会使膜与载体的结合强度降低,优化的凝胶用量为0.5g。同时本文还采用凝胶固相转化法合成AlPO-5分子筛,发现晶化釜中固态凝胶的填充度(20%-80%)对分子筛的晶相组成和结晶度影响不大。 Si取代的AFI型SAPO-5分子筛由于骨架中含有硅氧四面体,因此具有离子交换性和质子酸性,可应用于酸催化反应。因此本文也研究了SAPO-5分子筛及其膜的合成。采用固相转化法合成了SAPO-5分子筛,结果表明硅含量、加料顺序、晶化模式和升温速率影响它的组成与形貌。通过NH3-化学吸附和TPD研究发现,SAPO-5分子筛具有较少的酸中心,且酸强度较弱。上述因素同样影响SAPO-5分子筛膜的制备。优化的加料顺序为(P+Si+Al+TEA); SiO2含量的增加有利于提高膜的连续性;升温速率较高时(17.5-140℃·h-1),则有利于合成出具有高纯度、高结晶度和高覆盖度的SAPO-5分子筛膜。