一種含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜的制備方法，利用自組裝技術或采用浸漬-提拉法在鈀膜表面預涂沸石晶種，然后將預涂沸石晶種的鈀膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，進行晶化反應，在鈀膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出，洗滌、干燥并焙燒，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。方法簡單，易于操作，能夠有效防止鈀膜層在使用過程受到污染、刮蹭等問題，提高了鈀膜的使用壽命，同時能夠避免有機物在鈀膜表面積炭，提高了鈀膜的穩定性和保證了鈀膜的催化活性，含Ti沸石分子篩與鈀膜在催化反應中具有協同催化的功效，能充分發揮鈀催化膜在催化反應中的作用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于無機膜制備領域，特別涉及。
技術介紹
鈀膜對氫具有唯一的選擇性和較高的透氫速率，并且具有較好的化學穩定性和熱穩定性，因此，被廣泛應用于氫氣的分離、提純以及加氫、脫氫反應。隨著膜反應分離一體化技術的發展，鈀膜作為催化功能膜被應用到H2O2合成以及苯羥基化制備苯酚反應中，已成為近年膜催化反應的研究熱點。沸石分子篩具有良好的化學穩定性和耐高溫性，機械強度大，并且具有均一規則的三維孔道結構，廣泛應用于分子篩分和吸附領域。而且，由于沸石分子篩表面存在酸中心 及可實現陽離子交換，如TS-I含Ti沸石分子篩，可形成具有特定擇型催化功能的催化劑。文獻(Chem. Eng. J. 2010, 156, 562-570)報道了利用鈀膜負載于TS-1沸石膜表面形成雙功能鈀復合膜，并應用于苯一步羥基化合成苯酚，實現了鈀膜與沸石膜協同催化功能，為鈀膜多功能化提供了一條新途徑。然而，上述鈀膜在催化反應中仍然存在以下缺點(1)操作過程中，鈀膜往往容易受到污染和刮蹭，導致鈀膜的穩定性下降、透氫性能降低，甚至破裂；(2)反應過程中，有機物在鈀膜表面易發生積炭，降低鈀膜的催化活性；(3)在氫氣氛圍中，易發生氫脆現象，降低其使用壽命。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供，以避免鈀催化膜在使用過程中污染、刮蹭而造成損壞及反應過程中有機物在鈀膜表面積炭而導致鈀膜失活，提高鈀膜的使用壽命和催化穩定性，充分發揮鈀催化膜在催化反應中的作用。本專利技術的技術解決方案是 ，其具體步驟是 1)鈀膜表面官能化 以無水乙醇為介質，氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯劑，將氨丙基三甲氧基硅烷與無水乙醇按照體積比為1:20 1:120混合，倒入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼合成釜中，將鈀膜置于合成釜內并密封，在50°C 150°C下恒溫處理Ih 8h，使鈀膜表面官能化； 2)鈀膜表面沸石晶種的自組裝 以四丙基氫氧化銨和去離子水為原料，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，配制沸石晶種前驅液，通過水熱合成法，合成粒徑為IOOnm 800 nm的沸石晶種；將沸石晶種與無水乙醇按照質量比為1:40 1:400配制沸石晶種懸浮液，將表面官能化的鈀膜置入裝有沸石晶種懸浮液的合成釜中，在60°C 160°C下自熱偶聯反應2h 12h，沸石晶種自組裝到鈀膜表面，得含沸石晶種的鈀膜；3)含Ti沸石修飾層的合成 以去離子水為介質，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，鈦酸丁酯為鈦源，四丙基氫氧化銨為模版劑，按照所述硅源中SiO2與鈦酸丁酯中TiO2、四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為1:0. 01 1:0. 12、1:0. 08 1:0. 52、1:120 1:360配制含Ti沸石合成液，將含沸石晶種的鈀膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，在140°C 200°C下，進行晶化反應，沸石生長12h 72h，在鈀膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出，洗滌并干燥，在500°C 600°C焙燒4h 12h，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。所述鈀膜為鈀基陶瓷膜、鈀基不銹鋼膜或鈀基玻璃膜。配制沸石晶種前驅液時，所述硅源中SiO2與四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為 1:0. I 1:0. 5、1:40 1:90。 ，其具體步驟是 1)鈀膜表面預涂沸石晶種 以四丙基氫氧化銨和去離子水為原料，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，配制沸石晶種前驅液，通過水熱合成法，合成粒徑為IOOnm 800 nm的沸石晶種；將沸石晶種與聚乙烯醇、去離子水按照質量比分別為1:10 1:50、1:25 1:100配制沸石晶種懸浮液；采用浸潰-提拉法在鈀膜表面引入沸石晶種，將鈀膜浸入沸石晶種懸浮液中，浸潰時間為2s 60s，得含沸石晶種的鈀膜； 2)含Ti沸石修飾層的合成 以去離子水為介質，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，鈦酸丁酯為鈦源，四丙基氫氧化銨為模版劑，按照所述硅源中SiO2與鈦酸丁酯中TiO2、四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為1:0. 01 1:0. 12、1:0. 08 1:0. 52、1:120 1:360配制含Ti沸石合成液，將含沸石晶種的鈀膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，在140°C 200°C下，進行晶化反應，沸石生長12h 72h，在鈀膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出，洗滌并干燥，在500°C 600°C焙燒4h 12h，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。所述鈀膜為鈀基陶瓷膜、鈀基不銹鋼膜或鈀基玻璃膜。配制沸石晶種前驅液時，所述硅源中SiO2與四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為 1:0. I 1:0. 5、1:40 1:90。本專利技術是利用浸潰-提拉法或自組裝技術在鈀膜表面形成沸石晶種，通過晶種二次生長法獲得含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜，含Ti沸石層負載于鈀膜外側，含Ti沸石層、鈀膜層與載體三者形成“膠囊”結構。其有益效果是 (I)利用含Ti沸石分子篩對鈀膜表面進行修飾，形成“膠囊”結構，能夠有效防止鈀膜層在使用過程受到污染、刮蹭等問題，提高了鈀膜的使用壽命，同時能夠避免有機物在鈀膜表面積炭，提高了鈀膜的穩定性和保證了鈀膜的催化活性，能充分發揮鈀催化膜在催化反應中的作用。(2)方法簡單，易于操作，含Ti沸石分子篩與鈀膜在催化反應中具有協同催化的功效。附圖說明圖I是本專利技術含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜截面的SEM圖。具體實施例方式實施例I 1)鈀基陶瓷膜表面官能化 以無水乙醇為介質，氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯劑，將氨丙基三甲氧基硅烷與無水乙醇的按照體積比為I: 20混合，倒入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼合成釜中，將鈀基陶瓷膜置于合成釜內并密封，在50°C下恒溫處理8h，使鈀基陶瓷膜表面官能化； 2)鈀基陶瓷膜表面沸石晶種的自組裝 以四丙基氫氧化銨和去離子水為原料，正硅酸乙酯為硅源，正硅酸乙酯中SiO2與四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為1:0. I、1:40，配制沸石晶種前驅液，室溫攪拌24h，密封于含有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼晶化釜內，在100°C的烘箱內放置16h取出，將得到的 純硅晶種溶液，離心分離，用去離子水反復洗至中性，得到粒徑為IOOnm 800nm的沸石晶種；將沸石晶種與無水乙醇按照質量比為1:40配制沸石晶種懸浮液，將表面官能化的鈀基陶瓷膜置入裝有沸石晶種懸浮液的合成釜中，在60°C下自熱偶聯反應12h，沸石晶種自組裝到鈀基陶瓷膜表面，得含沸石晶種的鈀膜； 3)含Ti沸石修飾層的合成 以去離子水為介質，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，鈦酸丁酯為鈦源，四丙基氫氧化銨為模版劑，按照所述硅源中SiO2與鈦酸丁酯中TiO2、四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為I: O. 01、I: O. 08、1:120配制含Ti沸石合成液，將含沸石晶種的鈀基陶瓷膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，在140°C下，進行晶化反應，沸石生長72h，在鈀基陶瓷膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出、洗滌、干燥，在500°C焙燒12h，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。由圖I可看出，該含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜由含Ti沸石分子篩層、鈀膜層、陶瓷管載體三部分組成。利用自組裝技術在鈀膜表面能夠形成排列緊密，涂覆均勻的沸石晶種單分子層，有助于形成形貌可控、厚度均一的含Ti沸石層，從而能更好地實現本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜的制備方法，其特征在于具體步驟如下：？1）鈀膜表面官能化以無水乙醇為介質，氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯劑，將氨丙基三甲氧基硅烷與無水乙醇按照體積比為1:20～1:120混合，倒入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼合成釜中，將鈀膜置于合成釜內并密封，在50℃～150℃下恒溫處理1h～8h，使鈀膜表面官能化；2）鈀膜表面沸石晶種的自組裝以四丙基氫氧化銨和去離子水為原料，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，配制沸石晶種前驅液，通過水熱合成法，合成粒徑為100nm～800nm的沸石晶種；將沸石晶種與無水乙醇按照質量比為1:40～1:400配制沸石晶種懸浮液，將表面官能化的鈀膜置入裝有沸石晶種懸浮液的合成釜中，在60℃～160℃下自熱偶聯反應2h～12h，沸石晶種自組裝到鈀膜表面，得含沸石晶種的鈀膜；3）含Ti沸石修飾層的合成以去離子水為介質，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，鈦酸丁酯為鈦源，四丙基氫氧化銨為模版劑，按照所述硅源中SiO2與鈦酸丁酯中TiO2、四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為1:0.01～1:0.12、1:0.08～1:0.52、1:120～1:360配制含Ti沸石合成液，將含沸石晶種的鈀膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，在140℃～200℃下，進行晶化反應，沸石生長12h～72h，在鈀膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出，洗滌并干燥，在500℃～600℃焙燒4h～12h，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。...
【技術特征摘要】
1.一種含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜的制備方法，其特征在于具體步驟如下 1)鈀膜表面官能化 以無水乙醇為介質，氨丙基三甲氧基硅烷為偶聯劑，將氨丙基三甲氧基硅烷與無水乙醇按照體積比為1:20 1:120混合，倒入帶有聚四氟乙烯內襯的不銹鋼合成釜中，將鈀膜置于合成釜內并密封，在50°C 150°C下恒溫處理Ih 8h，使鈀膜表面官能化； 2)鈀膜表面沸石晶種的自組裝 以四丙基氫氧化銨和去離子水為原料，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，配制沸石晶種前驅液，通過水熱合成法，合成粒徑為IOOnm 800nm的沸石晶種；將沸石晶種與無水乙醇按照質量比為1:40 1:400配制沸石晶種懸浮液，將表面官能化的鈀膜置入裝有沸石晶種懸浮液的合成釜中，在60°C 160°C下自熱偶聯反應2h 12h，沸石晶種自組裝到鈀膜表面，得含沸石晶種的鈀膜； 3)含Ti沸石修飾層的合成 以去離子水為介質，正硅酸乙酯或硅溶膠為硅源，鈦酸丁酯為鈦源，四丙基氫氧化銨為模版劑，按照所述硅源中SiO2與鈦酸丁酯中TiO2、四丙基氫氧化銨、去離子水的摩爾比分別為1:0. 01 1:0. 12、1:0. 08 1:0. 52、1:120 1:360配制含Ti沸石合成液，將含沸石晶種的鈀膜置入盛有含Ti沸石合成液的晶化釜中，在140°C 200°C下，進行晶化反應，沸石生長12h 72h，在鈀膜表面獲得含Ti沸石修飾層；取出，洗滌并干燥，在500°C 600°C焙燒4h 12h，得到含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜。2.根據權利要求I所述的含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜的制備方法，其特征在于所述鈀膜為鈀基陶瓷膜、鈀基不銹鋼膜或鈀基玻璃膜。3.根據權利要求I所述的含Ti沸石分子篩修飾鈀催化膜的制備方法，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭宇，吳紅梅，張研，
申請(專利權)人：遼寧工業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。