立置于100°C烘箱烘烤5小時(shí)至干燥。再送入窯爐，以TC/分鐘的速度升溫到100tC，保溫2小時(shí)，得到包裹著氧化鋯多孔薄膜層的堇青石分子篩支撐體。其氧化鋯膜層平均孔徑0.08微米，最大孔徑0.15微米，孔隙率46 %。
[0049]對(duì)比例I
[0050]將中位粒徑D50= 5微米的堇青石粉體倒入捏合機(jī)，按堇青石中鎂、鋁、硅摩爾比加入相應(yīng)的二氧化硅、碳酸鎂、氧化鋁超細(xì)粉，三者的質(zhì)量之和相當(dāng)于堇青石粉體質(zhì)量的15%。接著加入堇青石質(zhì)量10%的羥丙基甲基纖維素，攪拌均勻。再加入混合均勻的甘油與RO水的混合溶液并攪拌均勻，其中甘油用量為堇青石質(zhì)量的3.5%，水的質(zhì)量為堇青石質(zhì)量的40%。攪拌均勻并形成泥料，將泥料倒入擠出機(jī)，開(kāi)啟抽真空裝置，在真空狀態(tài)下將泥料擠出成型為單孔或4孔的圓管體生坯。將生坯放入烘箱，以0.5°C/分鐘的速度加溫到80°C并保溫10小時(shí)使其烘干。再將烘干的生坯放入窯爐以0.5°C/分鐘的速度升溫到1150°C并保溫2小時(shí)得到堇青石基體，檢測(cè)其平均孔徑為1.1微米，孔隙率為11%。直徑25mm的四孔支撐體三點(diǎn)抗折強(qiáng)度為470N，如此低的強(qiáng)度無(wú)法作為分子篩膜的載體使用。將另一個(gè)生坯以同樣升溫速度燒結(jié)至1350 °C，保溫2小時(shí)，直徑23mm的四孔支撐體三點(diǎn)抗折強(qiáng)度為2250N，檢測(cè)其孔隙率為5 %，平均孔徑為2.9微米。此燒結(jié)溫度下雖然支撐體強(qiáng)度足夠，但是孔隙率過(guò)低，孔徑過(guò)大，無(wú)法作為分子篩膜支撐體使用。
[0051 ] 對(duì)比例2
[0052]將中位粒徑D50= 5微米的堇青石粉體倒入捏合機(jī)，加入堇青石質(zhì)量10%的羥丙基甲基纖維素，使二者攪拌均勻。再加入混合均勻的甘油與RO水的混合溶液并攪拌均勻，其中甘油用量為堇青石質(zhì)量的3.5%，水的質(zhì)量為堇青石質(zhì)量的40%。攪拌均勻并形成泥料，將泥料倒入擠出機(jī)，開(kāi)啟抽真空裝置，在真空狀態(tài)下將泥料擠出成型為單孔或4孔的圓管體生坯。將生坯放入烘箱，以0.5°C/分鐘的速度加溫到80°C并保溫10小時(shí)使其烘干。再將烘干的生坯放入窯爐以0.5°C/分鐘的速度升溫到1150°C并保溫2小時(shí)得到堇青石基體，檢測(cè)其平均孔徑為1.3微米，孔隙率為31 %。直徑25mm的四孔支撐體三點(diǎn)抗折強(qiáng)度為230N，如此低的強(qiáng)度無(wú)法作為分子篩膜的載體使用。將另一個(gè)生坯以同樣升溫速度燒結(jié)至1380°C，保溫2小時(shí)，直徑23mm的四孔支撐體三點(diǎn)抗折強(qiáng)度為2450N，檢測(cè)其孔隙率為4%，平均孔徑為4.8微米。此燒結(jié)溫度下雖然支撐體強(qiáng)度足夠，但是孔隙率過(guò)低，孔徑過(guò)大，無(wú)法作為分子篩膜支撐體使用。
[0053]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟如下: (1)將乙醇和水加入反應(yīng)釜，接著加入堇青石粉體攪拌均勻，加入分散劑，再加入正硅酸乙酯、鋁鹽、鎂鹽、鑭鹽，攪拌溶解，得到混合液;將混合液升溫至65-800C，再加入氨水，調(diào)節(jié)PH=5-6，反應(yīng)2-12小時(shí)以生成比例與堇青石成分一致的硅、鋁、鎂及鑭的混合溶膠，再調(diào)節(jié)PH = 8-9反應(yīng)2-6小時(shí)使溶膠老化;然后將混合液倒入容器靜置沉淀，用R0水對(duì)沉淀進(jìn)行洗滌，抽濾出液體，將沉淀烘干，接著將烘干的沉淀加熱、保溫，得到按堇青石成分比例組成的復(fù)合納米氧化物包裹的堇青石顆粒； (2)將堇青石顆粒、粘結(jié)劑、水和保濕劑混合攪拌均勻，形成泥料;將泥料制備成生坯，將生坯烘干，燒結(jié)成堇青石支撐體； (3)將氧化鋯加入水中，用硝酸調(diào)節(jié)PH=2.5-3，攪拌均勻，再加入分散劑、粘度調(diào)節(jié)劑，攪拌均勻，得到涂膜液;將涂膜液涂覆到堇青石支撐體的外層，然后將支撐體烘干，燒結(jié)得到外層覆蓋氧化鋯薄膜層的堇青石支撐體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的乙醇和水的質(zhì)量比為0.85-1.15:1;堇青石粉體的D50中位粒徑在2-5微米，堇青石粉體的質(zhì)量為乙醇和水總質(zhì)量的25-35%;分散劑為聚乙二醇類或PVA類分散劑，分散劑加入量為堇青石粉體質(zhì)量的2-5%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的正硅酸乙酯、鋁鹽、鎂鹽和鑭鹽的總質(zhì)量為堇青石粉體質(zhì)量的3-8%，正硅酸乙酯、鋁鹽、鎂鹽、鑭鹽按娃、招、鎂、鑭四元素摩爾比為5-5.2:4:2-2.2:0-3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的鋁鹽為其相應(yīng)的硝酸鹽、氯鹽或硫酸鹽中的一種或幾種，鎂鹽為其相應(yīng)的硝酸鹽、氯鹽或硫酸鹽中的一種或幾種，鑭鹽為其相應(yīng)的硝酸鹽、氯鹽或硫酸鹽中的一種或幾種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的加熱溫度為450-650 0C，保溫時(shí)間為1-6小時(shí)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的粘結(jié)劑為甲基纖維素或羥丙基甲基纖維素，粘結(jié)劑加入量為堇青石顆粒質(zhì)量的4-10%;水的質(zhì)量為堇青石顆粒質(zhì)量的20-40% ;保濕劑為甘油，保濕劑加入量為堇青石顆粒質(zhì)量的1.5-3.5%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的生坯為單孔、三孔或四孔的圓管狀生坯。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述的燒結(jié)溫度為950-1150 °C，燒結(jié)時(shí)間為1-6小時(shí)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的氧化鋯的中位粒徑D50 = 0.25-0.6微米，氧化鋯加入量為涂膜液中水的質(zhì)量的10-20% ;分散劑為聚乙二醇類分散劑，分散劑加入量為氧化鋯質(zhì)量的2-5%;粘度調(diào)節(jié)劑為羥丙基甲基纖維素，粘度調(diào)節(jié)劑加入量為涂膜液中水的質(zhì)量的0.65-1.5%；涂膜液的質(zhì)量為堇青石支撐體質(zhì)量的6-12%。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子篩膜支撐體的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述的燒結(jié)溫度為950-1150 °C，燒結(jié)時(shí)間為2-4小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明屬于支撐體制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分子篩膜支撐體的制備方法。按堇青石中鎂、鋁、硅摩爾比，用溶膠-凝膠法制備出鎂、鋁、硅及燒結(jié)助劑鑭的納米復(fù)合溶膠包裹粘附在分散好的微米級(jí)堇青石粉表面，通過(guò)預(yù)燒結(jié)使溶膠轉(zhuǎn)變成納米復(fù)合氧化物，將此粉體與粘結(jié)劑、水等混成泥料，擠出成型并燒結(jié)成堇青石支撐體，接著用氧化鋯的水分散液在堇青石支撐體外部涂覆一層薄膜并燒結(jié)，得到堇青石主支撐層和氧化鋯薄膜層復(fù)合的分子篩膜支撐體。本發(fā)明為雙層復(fù)合支撐體，支撐體分子篩生長(zhǎng)的基層薄膜孔徑更小、更均勻，孔隙率更高；使得生長(zhǎng)在此薄膜上的分子篩膜相對(duì)更均勻、生長(zhǎng)時(shí)間更短，無(wú)缺陷。
【IPC分類】C04B35/195, C04B35/64, C04B38/00, C04B41/87, C04B35/628
【公開(kāi)號(hào)】CN105622079
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510991906
【發(fā)明人】孟凡朋, 樊震坤, 張健, 張超
【申請(qǐng)人】山東硅元新型材料有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日