专利摘要

本发明公开了采用热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜的工艺，具体为MFI型分子筛膜的合成技术领域。采用手工自组装法在支撑体上涂覆b轴取向的MFI分子筛晶种层；置于烘箱中，处理一定时间，将四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水按照0.2:1:2000的摩尔比配制，陈化后装入合成釜中，再放入热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃下合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得高度平整致密的b轴取向性MFI型分子筛膜。本发明加强了支撑体和晶种层之间的作用力，处理方法简便快捷。从扫描电子显微镜图片和X射线衍射图谱可以看到合成的MFI型分子筛膜为高度b轴取向，膜层平整且致密。

权利要求

1.采用热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜的工艺，其特征在于：具体的工艺步骤如下：

步骤一、采用手工自组装法在支撑体上涂覆b轴取向的MFI分子筛晶种层；

步骤二、将步骤一涂覆b轴MFI分子筛晶种层的支撑体置于烘箱中，于一定温度下处理一定时间；

步骤三、配制二次生长的合成液：将四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水按照0.2:1:2000的质量比配制，陈化后装入合成釜中，再放入热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃下合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得高度平整致密的b轴取向性MFI型分子筛膜；

其中，所述步骤一中的支撑体包括但不限于不锈钢片、玻璃片、硅片和石英片；所述步骤二中的处理温度为90℃-200℃；所述步骤二中的处理时间为0.5小时-10小时。

说明书

技术领域

本发明涉及采用热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜的工艺，具体为MFI型分子筛膜的合成技术领域。

背景技术

MFI型的分子筛在催化和吸附等领域具有广泛的应用，其孔道体系是由b轴方向的0.53×0.56 nm的直孔道与a轴方向的0.51×0.55 nm的正弦孔道交叉形成。MFI型分子筛也可以制作成薄膜的形态即MFI分子筛膜，其已被许多研究用于作为分离材料、膜反应器、防腐涂层、化学传感器和低介电常数材料等。MFI分子筛膜层的择优取向性、晶界结构以及厚度等均对其性能有很大的影响。由于优先b轴取向的MFI分子筛膜具有垂直于支撑体的直通型孔道且扩散通道较短，因此表现出了更为优异的性能。

目前，二次生长法（即晶种法）已成为合成b轴取向MFI分子筛膜的常用方法。该方法是先在支撑体上制备具有b轴取向的MFI分子筛晶种层，然后再用水热法二次合成制得取向的分子筛膜。当前的研究主要集中在如何控制二次生长的条件以获得没有孪生晶体的高度b轴取向的膜层（中国专利CN 200810012646.6, CN200910101819.6, CN201110033850.8,CN 201510025076.4, CN201510265492.1, CN201610311050.0, CN 201710187937.8）。但从完整的合成过程可以看到，制备得到均一、紧密的取向晶种层是非常重要的步骤，是保证后续合成的膜层平整、致密的前提条件。

制备b轴取向晶种层的方法有许多，包括相分离诱导组装法（中国专利CN 200810012646.6）、化学键合组装法、手工自组装法、动态界面组装法以及LB法等。其中，手工自组装法相对而言简便、省时。这种方法是利用支撑体表面和MFI晶种表面的羟基，在手指用力按压的条件下形成氢键，从而将MFI晶种以b轴优先取向的形式涂覆在支撑体上（Angewandte Chemie International Edition，2007, 46：3087-3090）。该方法还可以应用于制备其他类型的分子筛晶种层，如ETS-10和Si-BEA等。

手工自组装法虽然简便省时，但由于氢键的作用力较弱，在合成液中二次生长时会有部分发生断裂，导致最终得到的MFI分子筛膜平整性和致密性较差，破坏了整体的b轴取向。因此，需要对晶种层进行适当的处理，以加强支撑体和晶种之间的作用，从而确保取向膜层平整致密。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：采用热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜的工艺步骤如下：

步骤一、采用手工自组装法在支撑体上涂覆b轴取向的MFI分子筛晶种层；

步骤二、将步骤一涂覆b轴MFI分子筛晶种层的支撑体置于烘箱中，于一定温度下处理一定时间；

步骤三、配制二次生长的合成液：将四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水按照0.2:1:2000的摩尔比配制，陈化后装入合成釜中，再放入热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃下合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得高度平整致密的b轴取向性MFI型分子筛膜。

作为优选，所述步骤一中的支撑体包括但不限于不锈钢片、玻璃片、硅片和石英片。

作为优选，所述步骤二中的处理温度为90℃-200℃。

作为优选，所述步骤二中的处理时间为0.5小时-10小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明所述的热处理晶种层以制备高度平整致密的取向性MFI分子筛膜的方法加强了支撑体和晶种层之间的作用力，处理方法简便快捷。从扫描电子显微镜图片和X射线衍射图谱可以看到合成的MFI型分子筛膜为高度b轴取向，膜层平整且致密。

附图说明

图1是实施例1制备的取向晶种层的扫描电子显微镜图；

图2是实施例1制备的取向晶种层的X射线衍射谱图；

图3是实施例1合成的分子筛膜的扫描电子显微镜图；

图4是实施例1合成的分子筛膜的X射线衍射谱图；

图5是实施例1合成的平整致密的取向分子筛膜的扫描电子显微镜图；

图6是实施例1合成的平整致密的取向分子筛膜的X射线衍射谱图；

图7是实施例2合成的平整致密的取向分子筛膜的扫描电子显微镜图；

图8是实施例4合成的平整致密的取向分子筛膜的扫描电子显微镜图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

用手工自组装法将MFI型分子筛晶种粉末（尺寸约1微米）涂覆到玻璃片支撑体表面，即得到带有b轴取向晶种层的玻璃片，该晶种层的扫描电子显微镜图片如图1所示，X射线衍射图谱如图2所示。将上述晶种层置于烘箱中，于150度下处理3小时。将摩尔比例为四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水=0.2:1:2000的合成液陈化后装入合成釜中，再放入没有经过热处理和经过热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得MFI型分子筛膜。没有经过热处理的晶种层生长后得到的MFI膜表面平整性和致密性较差，扫描电子显微镜图片如图3所示，X射线衍射图谱如图4所示；经过热处理的晶种层生长后得到的MFI膜表面平整致密，扫描电子显微镜图片如图5所示，X射线衍射图谱如图6所示。

实施例2

晶种层制备方法同实施例1，支撑体为不锈钢片。将上述晶种层置于烘箱中，于180度下处理1小时。将摩尔比例为四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水=0.2:1:2000的合成液陈化后装入合成釜中，再放入经过热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得平整致密的MFI型分子筛膜，扫描电子显微镜图片如图7所示。

实施例3

晶种层制备方法同实施例1，支撑体为不锈钢片。将上述晶种层置于烘箱中，于120度下处理8小时。将摩尔比例为四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水=0.2:1:2000的合成液陈化后装入合成釜中，再放入经过热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得平整致密的MFI型分子筛膜。

实施例4

晶种层制备方法同实施例1，支撑体为硅片和石英片。将上述晶种层置于烘箱中，于120度下处理1小时。将摩尔比例为四丙基氢氧化铵:四乙氧基硅烷:水=0.2:1:2000的合成液陈化后装入合成釜中，再放入经过热处理后的晶种层，合成液浸没支撑体，合成釜密封后于150℃合成4小时，洗涤烘干后在支撑体上获得平整致密的MFI型分子筛膜。硅片上膜层的扫描电子显微镜图片如图8所示。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

采用热处理晶种层的方法制备MFI型分子筛膜的工艺专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。