1、外文原文：http:/ 1 中文 5100 字 微波加热法合成 NaA 型分子筛膜 徐晓 春 ，杨维慎 *，刘杰，林立武 摘要 用微波加热法（ MH）在 -Al2O3 支撑体上合成 NaA 分子筛膜被大众所支持。微波加热急剧促进了 NaA 型分子筛膜的形成。合成时间由常规（ CH）加热的三小时缩短至微波加热的 15 分钟。表面预涂晶种不仅可以促进 NaA 分子在支撑体上的形成，还能抑制 NaA 分子转变成其他类型的分子。微波加热法合成的 NaA型分子筛膜大约 4 微米较相同情况下用常规加热形成的膜薄。对照
2、试验下，微波加热法合成的 NaA 型分子筛膜的渗透性是常规合成法的 四倍。多级合成导致了NaA 型分子转变成其他类型的分子，并导致所合成的膜的完美度下降。 用微波法在多孔氧化铝载体上合成 NaA 分子筛膜的形成机理有所争议。推广使用 MH 对形成 NaA 型分子筛膜的影响可分为两方面：“热表面效应”和 '“微波效应”。形成一个均匀而薄的 NaA 分子筛膜是 “热效应”和“微波效应”的双重作用的结果，而 NaA 分子筛膜的快速形成则主要是“微波效应”所引起的。 关键词 ：气体渗透 ；水热合成 ；微波加热 ； NaA 分子筛沸石膜 1.
3、简介 近几年来，分子筛膜作为一种特殊的无机膜发展十分迅速 1-7。分 子筛膜具有其独特的优点，例如，具有统一大小的分子孔隙和较高的耐热性。此外，孔隙的大小和沸石的亲和力，可以通过各种方法得到很好的控制，例如，离子交换和蒸气沉积。到目前为止，分子筛膜在用于分离几种重要的工业混合物上显示出了很好的分离性能，如丁烷异构体和二甲苯异构体 7-15。然而，实际应用的渗透率过低。因此，在分子筛膜领域最具挑战性的工作之一是制备一个具有高渗透性同时具有高分离因数的分子筛膜。 微波是一种具有 0.3 3GHz 的高频电磁辐射。微波技术广泛应用于各个研究领域，如生物学和医学等。
4、;80 年代以后，微 波技术开始应用于化学领域， 一种新的交叉学科的微波化学出现了 18。在 20 世纪 90 年代初，微波技术开始应 2 用于沸石的合成。 1990 年， Chuetal 17首先报道了用微波加热法合成 A 型和 ZSM - 5 分子筛。后来，有更多的研究报道 18-27。与传统的水热合成法相比，微波加热法具有合成时间短，粒度分布窄，广泛的合成成分以及高纯度的优点。这些优点推动我们去探索它在合成分子筛膜方面的应用。然而，目前为止，有关于微波加热法合成分子筛膜的报道很少 28-32，并没有气体渗透数据的报告。最近，我们报道了一个 用微波加热法合成高渗透率
5、 NaA 分子筛膜 33。第一次详细的调查了微波的杰出影响。 2. 实验部分 2.1 合成的 NaA 型分子筛膜 一个多孔氧化铝片（直径 30 毫米，厚 3 毫米，孔隙半径 0.1-0.3 微米，约50的孔隙率，自制）被用作支撑体。支撑体表面用砂纸打磨两面，之后的支撑体在超声波清洗机里用去离子水清洗 3-5 分钟以去除抛光创造成松动的颗粒。已清理的支撑体，在 400下煅烧 3 小时在水热合成之前或预涂晶种之前烧掉在载体表面的有机物。合成之前在载体的一面涂上 NaA 型分子筛晶体作为晶核 34。
6、 合成生长液是铝溶液与硅溶液的混合溶液。制备铝酸钠溶液是将氢氧化钠（ 40克）溶解在去离子水（ 159 克）中，然后室温下加铝箔（ 1.0 克）加入碱液中。硅溶液的制备是以混合氢氧化钠（ 34.1 克），硅溶胶（ SiO2 27wt）（ 20.6 克）和去离子水（ 159 克）。在铝酸钠溶液，预热至 50，加入硅酸盐溶液搅拌。为了得到均相溶液，混合液需大力搅拌 15 分钟。这种混合溶液的摩尔比为5SiO2:Al2O3:50Na2O:1000H2O。 载体要用聚四氟乙烯的支架垂直悬挂于聚
7、乙烯瓶中以避免分子筛结 晶的沉淀物在膜合成期间掉落在载体上。在不触碰载体的情况下小心地加入合成混合液然后将聚乙烯瓶用一个杯子盖上。将结晶放于改性微波炉中调整到 2450MHZ。合成混合液在 60s 内迅速从室温加热到 90 5C，控制好晶化温度以达到预期的晶化时间。在某些情况下，多阶段进行合成或未预涂晶种的 a- Al2O3 的磁盘被用来作为载体。合成后，作为合成的膜，用去离子水冲洗数次，直到冲洗液的 pH值是中性的，然后在 150干燥 3 小时。由于 NaA 型分子筛和 a - Al2O3 载体具有不同的热膨胀张系数，采用 1 K/min 的低加热和冷却速 度可以避免在热处理过程中裂纹的形成
8、。 2.2.膜表征 所合成的膜的结构可以 X 射线衍射（ XRD）普图来确定。 X 射线衍射是在 3 Ragaku 粉末衍射仪上进行的，操作选用铜 K （ = 1.54A），同时加以 40 千伏电压和 50 毫安电流。用扫描电镜（ SEM）来检查所合成的膜的形态以及厚度。扫描电镜照片是从规格为 JEM - 1200E 的扫描电子显微镜上获得的。以气体渗透率对所合成的膜的完善度进行评估。在高压条件下合成的膜与沸石膜一块被密封在一个渗透模块中。在 0.1 兆帕， 25 摄氏度下用皂膜流量计对每对膜的渗透率进行测量 .A 或者 B 的选择渗透性的定义是 A 与 B
9、 的渗透比。 3结果 3.1 微波加热法合成 NaA 分子筛膜 研究在预涂过晶种的氧化铝载体片上用微波加热法合成 NaA 分子筛膜，并且以 X 射线衍射仪以及扫描电镜进行表征。图 .1 显示了所合成的膜的 X 射线衍射图案。合成后 1 分钟，合成液开始变浑浊， NaA 沸石在混合物中由 X 射线衍射同步检测。然而， NaA 沸石膜的衍射图案的强度并没有显著的增强。 图 . 1. 微波加热法合成的膜的 X -射线衍射图 （ 1）载体（ 2）预涂晶种的载体 ；（ 3） 1 分钟，（ 4） 10 分 ；（ 5） 15 分 ；（ 6） 45 分钟 （ *） - Al2O3 载体，（）NaA 分子筛 ；（）羟基方钠石分子筛。 经过 10 分钟的合成，中 NaA 分子筛膜的衍射强度增加。经过 15 分钟的合成，合成液再次变得澄清，而研究所合成的 NaA 分子筛膜的衍射图案的强度变得最强。此外，只有 NaA 分子筛和 - Al2O3 载体的衍射模式出现在 XRD 衍射图中，这表明，载体上只有 NaA 分子筛膜形成。进一步增加反应时间导致 NaA 型分子
