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无机膜因具有耐高温、抗腐蚀和高强度等特点，特别适用于中高温催化反应，成为国际催化研究的前沿和热点。沸石膜既具有无机膜的一般性质，又兼有沸石分子筛所固有的重要特性，成为理想的膜催化与分离材料，并成为无机膜研究的热点和实现膜催化的关键。目前，国内外已开展了广泛研究，取得了一些进展，但还很不成熟，仍有大量工作要做。 本论文采用廉价正丁胺和硅溶胶为原料系统研究了ZSM-5沸石膜的合成和影响成膜质量的重要因素及与沸石分子筛合成的相互关系；首次采用喷涂晶种新方法在长250mm、孔径为3～5μm的α-Al2O3管式陶瓷载体上合成了ZSM-5沸石膜；成功合成了性能良好的新型杂原子Fe-ZSM-5沸石膜并应用于乙苯脱氢生成苯乙烯反应；研究了不同性能和不同种类的沸石膜对乙苯脱氢反应性能影响的规律；利用差热和热重分析研究了正丁胺模板剂体系合成的ZSM-5沸石分子筛（NBA-ZSM-5）的模板剂脱除过程热性能变化及NBA-ZSM-5沸石膜模板剂脱除过程。用XRD、IR、SEM、DTA和单组分气体渗透性能等分析手段表征了所合成的沸石膜性能。 （1）研究了载体表面性质和孔径大小对ZSM-5沸石膜形成的影响，体相沸石的结晶度与沸石膜形成质量的关系，沸石膜形成的质量与沸石晶貌的关系，模板剂的种类、合成液状态、晶化方式和晶种加入方式对ZSM-5沸石膜形成的影响。结果表明：基膜性能是影响ZSM-5沸石膜形成的重要因素之一。基膜表面性质的不均一和不完整使得形成的沸石膜的均匀性和连续性较差、气体选择渗透性能差，基膜表面经Sol-gel法和喷涂法等改性处理可以改善其表面性质且孔径小的载体，有利于合成高选择性沸石膜。体相沸石的形成与载体表面沸石膜的形成不完全一致，当体相形成沸石的结晶度达80％左右时，形成的沸石膜质量最佳。沸石膜形成的质量与沸石晶貌有关，沸石的晶粒小且球形晶粒形成的沸石膜性能好于晶粒大且长条形晶粒形成的沸石膜性能。模板剂的种类对沸石膜合成和沸石合成的影响类似，TPABr体系合成的沸石膜的性能较好，改变合成方法在NBA体系也能合成出良好性能的ZSM-5沸石膜。合成液的状态不同对ZSM-5沸石膜形成也有影响，合成液一直保持溶胶状态体系合成的沸石膜较薄、均匀，膜的渗透性能好。低温老化、中途急冷等晶化方式可减小沸石晶粒，提高沸石膜形成的质量。沸石膜合成过程中晶种引入的方式不同，产生的效果不同，晶种直接加入合成液有利于体相沸石晶粒的形成，对膜形成的质量改善不大，晶种直接引入基膜表面明显有利于基膜表面的晶粒形成，显著提高膜形成的质量。沸石膜合成的前提 摘 要是有利干高质量沸石晶粒的形成。 （2）首次采用喷涂晶种新方法研究了 ZSM．5沸石膜的合成，探讨了喷涂液中的SIO。浓度、晶种浓度和晶种质量等合成条件对ZSM－5沸石膜形成的影响。结果表明：载体表面经喷涂晶种后，既改善了载体表面存在的缺陷，又引入了晶种，有利于沸石膜的形成。喷涂液中的SIOZ浓度太高，晶种涂层易裂，反之，晶种涂层不连续；晶种浓度高、晶粒大合成的沸石膜性能差。喷涂液中的SIOZ浓度在14吮叶0，晶种浓度为10g／l刁0g／l，选用晶粒小且均匀、结晶度高而杂质少的晶种条件下合成的沸石膜性能更佳。形成的膜均匀、连续，多数晶粒呈取向生长。喷涂晶种新方法经二次合成的ZSM－5沸石膜的 H。渗透率达 2．85 X 10”‘mol·s”‘·m《·Pa”‘，HVC。H卜 HyC。H；口的分离系数分别达2765和4if3，明显优于传统水热法合成的结果。 （3）首次以硅溶胶和正丁胺廉价原料研究了新型杂原子 Fe．ZSM．5沸石膜的合成及影响因素。结果表明：低碱度、高硅铁比条件下合成有利干ZSMf型沸石结构的形成和杂原子铁进入沸石骨架，；高碱度、低硅铁比条件下合成，易产生石英杂质，且铁易形成非骨架氧化物，阻碍ZSM－5沸石的正常晶化，导致合成的Fe－ZS MM－5沸石膜性能差。在Neo沼ic。为0刀77－O．106，Fe。0。用ic。为 100《00，成胶搅拌时间 36、低温老化再晶化条件下合成的刊zSM巧沸石膜完整性好、性能高，经二次合成的Fe－ZSM－5沸石膜的H。渗透率达3．20X 10”‘mol·s＊·m‘’·PaJ，HZ／C。H。、H。／C4H；。的分离系数分别达 25．80和 36．70，接近普通硅铝ZSM－5沸石膜的性能。 （4）利用差热和热重分析手段研究了正丁胺模板剂体系合成的 ZSMS沸石分于筛（NBA－ZSM－5）的模扳剂分解过程和不同焙烧过程对NBA．ZSM，5沸石膜的影响。结果表明：NBA－ZSM－5沸石膜板剂的脱出温度范围主要在350℃一50吐，低的升温速率；模板剂脱出平缓，热变化波动幅度小，有利于保持沸石膜的完整性。焙烧过程升温速率较快（大于l七／min），沸石膜在焙烧过程中产生了一定的裂缺；慢的升温速率，膜的完整性较好。NBAzSM巧沸石膜的焙烧过程选为如下程序为宜： 室温－150’CI‘C／min； 150‘C，lh； 150’C－350‘C，l’C／mini 350’C4h；