專利名稱：Zsm-5分子篩膜及在處理砷方面的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于ZSM-5分子篩膜的合成及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用不銹鋼金 屬網(wǎng)作為載體，采用二次生長(zhǎng)的方法生長(zhǎng)ZSM-5分子篩膜及該分子篩膜在處理污水 中無機(jī)砷酸鹽方面的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
ZSM-5分子篩膜是近十年來發(fā)展起來非常重要的一種分子篩膜，它具有高機(jī)械 強(qiáng)度、抗化學(xué)腐蝕及生物腐蝕、耐高溫、通量大等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，它又具有分子篩的 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三維穿插孔道，有效孔徑為5.4埃米x5.6埃米，規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)，具有 分子篩分特性；離子可交換性，可調(diào)變親水性。這些特性使得ZSM-5分子篩膜具有 良好的分離性能，使之在膜分離過程中(包括氣體分離、滲透汽化、汽化滲透)存 在廣泛的應(yīng)用前景。
最近，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)ZSM-5分子篩膜的合成與應(yīng)用進(jìn)行了廣泛的研究，開發(fā) 了多種合成方法，主要包括原位水熱晶化法、二次生長(zhǎng)法、氣相合成法 (CN1795971A, CN1843913A， CN1216180A)。其中原位水熱晶化法、氣相合 成法生長(zhǎng)的ZSM-5膜缺陷多，連續(xù)性差，生長(zhǎng)無取向性。
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)的進(jìn)步，隨之而帶來的是對(duì)人類環(huán)境的破壞， 對(duì)自然的侵蝕。與人類息息相關(guān)的水資源遭到污染。其中有毒重非金屬元素砷是水 資源中最普遍存在的污染元素。如何除去水中砷己經(jīng)引起廣泛關(guān)注。在自然界中， 砷元素一般以無機(jī)砷(As033—)， (AsO,)的形式存在。砷急性中毒可引起消化道潰瘍、 腹瀉；慢性中毒可引起皮膚病變、神經(jīng)、消化和心血管系統(tǒng)障礙，有積累性毒性作 用，破壞人體細(xì)胞的代謝系統(tǒng)。
目前除去水資源中的砷還沒有一個(gè)有效的方法，特別是把水中砷的含量降低到 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以下(50ppb)。國(guó)內(nèi)專利CN1623921， CN1751783, CN101024160 詳細(xì)地報(bào)道了除去水中無機(jī)砷的各種辦法，他們的方法雖然在一定程度上能夠除去 一部份砷，但是在他們體系中分別利用了各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、程序繁瑣，而 且處理之后的砷含量仍然在國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以上。
本發(fā)明目的就是克服以前尚未克服的技術(shù)困難，利用二次生長(zhǎng)的方法合成了高 質(zhì)量ZSM-5分子篩膜并且利用合成的ZSM-5分子篩膜開創(chuàng)了去除中水資源中砷酸鹽 的一種新技術(shù)。首先利用二次生長(zhǎng)法合成ZSM-5分子篩膜，然后利用該合成的分子 篩膜對(duì)水中的砷酸鹽進(jìn)行篩分分離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成在不銹鋼金屬網(wǎng)載體上的ZSM-5分子篩膜，并 且利用合成的ZSM-5分子篩膜對(duì)水中砷酸鹽進(jìn)行分離。該合成方法得到的分子篩膜 具有高連續(xù)性、高的機(jī)械強(qiáng)度、高的水通量以及高分離效果。
本專利所述的合成在金屬網(wǎng)載體上的ZSM-5分子篩膜，其由如下步驟制備得
到
a) 不銹鋼金屬網(wǎng)(150~400目)載體的處理利用洗滌劑(市售洗滌劑，如 白貓洗潔精，上海白貓有限公司)在超聲(超聲波功率為100~200W，溫 度為20 30'C)的條件下超聲15 30分鐘，然后用水沖洗；
b) ZSM-5分子篩晶種溶液的合成將反應(yīng)配比為0.05~0.5 mol NaOH: 0.16-1.6 mol TPAOH (四丙基氫氧化銨)0.02~0.2 mol Al2 (S04) 3.18H20: 2~20 mol正硅酸乙酯8~80 mol H20的各原料混合攪拌至澄清，在 140 17(TC條件下晶化10~20小時(shí)，離心后將晶種固體配制濃度為 15~30g/L的ZSM-5分子篩納米晶的晶種溶液；
c) 晶種涂膜把晶種溶液滴在不銹鋼金屬網(wǎng)上，在500 700W的電爐上烘干， 形成一層覆蓋不銹鋼網(wǎng)的薄膜；
d) 分子篩膜母液的配制將反應(yīng)配比為0.01~0.1mol NaOH: 0.2~1.2 mol TPAOH (四丙基氳氧化銨):80~600 mol H20: 0.05~0.2 mol Al2 (S04) 3-18H20: 2~20 mol正硅酸乙酯的各原料混合，攪拌至澄清；
e) 將晶種涂膜的不銹鋼金屬網(wǎng)置于分子篩膜母液中， 一同放在反應(yīng)釜中于 140 170r晶化卜5天，然后洗滌烘干；
f) 烘干后的不銹鋼金屬網(wǎng)在管式爐中于450 600'C燒樣3 6個(gè)小時(shí)，則在不 銹鋼金屬網(wǎng)表面得到厚度為10^im~30nm的高質(zhì)量ZSM-5分子篩膜。
其中，以0.05~0.1 mol NaOH: 0.5~1.2 mol TPAOH (四丙基氫氧化銨) 300~600 mol H20: 0.05~0.15 mol Al2 (S04) 3.18H20: 4~10 mol正硅酸乙酯的 反應(yīng)配比配制的分子篩合成液，得到的ZSM-5分子篩膜的質(zhì)量最佳。
上述步驟中所述的離心，是將晶化后的ZSM-5納米晶溶液在離心機(jī)上離心獲得 均一的ZSM-5納米晶的溶液，其首先在3000~5000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心5~20分 鐘去除下層較大顆粒的ZSM-5納米晶，然后在8000~10000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心 10~30分鐘，去除上面的清液，留取下面的固體，最后把得到的固體用蒸餾水配成 15~30g/L的ZSM-5納米晶的晶種溶液；本專利采用的是150~400目的平整不銹鋼金屬網(wǎng)作為載體，該不銹鋼金屬網(wǎng)機(jī) 械強(qiáng)度好，孔隙率高。
本專利采用的是二次生長(zhǎng)的合成方法制備ZSM-5分子篩膜，該方法合成的 ZSIVi-5分子篩膜連續(xù)性好，缺陷少，適用面廣。
本專利所涉及的ZSM-5分子篩膜對(duì)水中砷酸鹽的分離基本過程如下
a) 配制1~1.5mM的Na2HAs04'7H20水溶液；
b) 把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1~1.5mM的 Na2HAs04'7H20水溶液接觸，膜的反面抽真空，真空壓力控制在 100~300Pa，持續(xù)時(shí)間為6~12個(gè)小時(shí)；
c) 量取0.5毫升含有微量Na2HAsCV7H20的透過液于100毫升的容量瓶中， 用水稀釋至刻度線；
檢測(cè)設(shè)備為電感偶合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES),具體的過程順序?yàn)?1.檢測(cè)二次去離子水中的砷含量，并且以此濃度為背底；2.檢測(cè)10mg/L砷的標(biāo)準(zhǔn) 溶液并且記錄此標(biāo)準(zhǔn)溶液的發(fā)射峰強(qiáng)度；3.檢測(cè)透過液的發(fā)射峰強(qiáng)度，并且與標(biāo)準(zhǔn) 溶液的發(fā)射峰強(qiáng)度進(jìn)行比較，計(jì)算其濃度。


圖1:本專利所合成的分子篩膜制備流程示意圖； 圖2:合成的ZSM-5分子篩納米晶的X-射線衍射圖； 圖3:合成的ZSM-5分子篩納米晶的掃描電子顯微鏡圖； 圖4:合成的ZSM-5分子篩膜的X-射線衍射圖5:合成的ZSM-5分子篩膜的掃描電子顯微鏡圖。
圖1所示，硅源和鋁源在模板劑的導(dǎo)向下，以堿性條件下水解，在晶種層的誘
導(dǎo)下水熱晶化合成ZSM-5分子篩膜；
圖2為實(shí)施例1~10合成的ZSM-5分子篩納米晶的X-射線衍射圖，從合成的 ZSM-5分子篩納米晶的X-射線衍射譜峰中可以看出在7.8。 、 8.8。出現(xiàn)特征峰以及 23°左右出現(xiàn)一系列特征峰，這是典型的ZSM-5純相；
圖3為實(shí)施例1~10合成ZSM-5分子篩納米晶的掃描電鏡圖，從合成ZSM-5 分子篩納米晶的掃描電鏡圖可以看出合成的ZSM-5納米晶是球形的，直徑大約為 150師。
圖4為實(shí)施例1、 2、 3， 6H0合成的ZSM-5分子篩膜的X-射線衍射譜峰，從合成的ZSM-5分子篩膜的X-射線衍射譜峰中可以看出在7.8。 、 8.8。出現(xiàn)特征峰以 及23°左右出現(xiàn)一系列特征峰，這是典型的ZSM-5相，并沒有出現(xiàn)雜峰。
圖5為實(shí)施例1、 2、 3， 6H0合成的ZSM-5分子篩膜的掃描電鏡圖，從合成 的ZSM-5分子篩膜的掃描電鏡圖可以看出合成的ZSM-5分子篩膜在晶種的誘導(dǎo)下 通過二次生長(zhǎng)長(zhǎng)成了具有棱柱型的連續(xù)的分子篩膜，并沒有看到多余的晶種層。
具體實(shí)施例方式
下面應(yīng)用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述 實(shí)施例1:
金屬網(wǎng)載體的處理
不銹鋼金屬網(wǎng)，中國(guó)新鄉(xiāng)第540廠，300目。利用洗滌劑(白貓洗潔精，上海白
貓有限公司)在超聲(超聲波功率為100，溫度為20'C)的條件下超聲20分鐘，利用 水沖洗。
顆粒大小約為150nm左右(通過附圖3中可以看出)的ZSM-5分子篩納米晶的 制備
(1) .0.018克NaOH加入到13毫升的蒸餾水中，10克40%wt的TPAOH溶 液(四丙基氫氧化銨)加入到上面溶液中混合均勻，再加入0.69克Al2(S04)3' 18H20 及12.3毫升正硅酸乙酯，在磁力攪拌器上攪拌溶液至澄清，溶液轉(zhuǎn)入30毫升含有 聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中在140。C烘箱中晶化(加熱)12小時(shí)；
(2) .將反應(yīng)后得到的ZSM-5納米晶溶液在離心機(jī)上離心獲得均一的ZSM-5 納米晶的溶液。首先在3000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心5分鐘去除下層較大顆粒的 ZSM-5納米晶，然后在8000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心15分鐘，去除上面的清液，留 取下面的固體，最后把得到的固體用蒸餾水配成20g/L的ZSM-5納米晶的晶種溶 液；
晶種的涂膜
把上述晶種溶液(約為1ml)滴在上述不銹鋼金屬網(wǎng)上，在500W的電爐上烘干。
ZSM-5分子篩膜的制備(Si/AI=15):
(1) .ZSM-5分子篩膜母液的制備將0.01克NaOH加入到85克的蒸餾水中， 7.4克40。/。wt的TPAOH溶液(四丙基氫氧化銨)加入到上面溶液中混合均勻，再 加入0.697克Ab (S04) 3'18H20及12.3毫升正硅酸乙酯，在磁力攪拌器上攪拌 溶液至澄清；(2) .把滴好晶種溶液且烘干的不銹鋼金屬網(wǎng)放在反應(yīng)釜中，加入ZSM-5分子 篩膜母液中，于170'C晶化4天；
(3) .先用10ml蒸餾水超聲清洗3遍，再用蒸餾水沖洗3遍，然后把合成的的 分子篩膜放在85'C的烘箱中24小時(shí)烘干；
(4) .烘干后的帶有膜厚為20nm ZSM-5分子篩膜的不銹鋼金屬網(wǎng)在管式爐中 于550'C燒樣5.5個(gè)小時(shí)。
水中砷酸鹽的分離
(1 ).稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAs047H20固體加入到500毫升的容量瓶中配制 1.25mM、初始pH=7的Na2HAs047H20水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜(附在不銹鋼金屬網(wǎng)上)放在液體分離模具中， 膜的正面與1.25mM的Na2HAsCV7H20水溶液接觸，膜的反面抽真空，真空壓力 控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.075 2.59
實(shí)施例2:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。
水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAs04'7H20固體加入到500毫升的容量瓶中配 制1.25mM、初始pH=2的Na2HAs047H20水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM的 Na2HAsCV7H20水溶液接觸，膜的反面抽真空，真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8 個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM)水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.19 2.48
實(shí)施例3:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAsCV7H20固體加入到500毫升的容量瓶中配 制1.25mM、初始pH=11的Na2HAsCV7H20水溶液。
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM的 Na2HAsCV7H20水溶液接觸，膜的反面抽真空，真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8 個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.01 2.54
從實(shí)施例1-3可以看出隨著pH值的增大透過液中砷的含量越來越低，說明 隨著pH值增大，離子的攔截率增大，這可能是當(dāng)初始pH-2時(shí)，砷元素主要是以 H3As04及少量的H2AsCV形式存在，當(dāng)初始pH-7時(shí)，砷元素主要是以H2AsCV 及HAsO^形式存在，當(dāng)初始pH=11時(shí)，砷元素主要是以AsO/'形式存在。其中 HsAs04水合半徑〈H2AsCV水合半徑《HAsO^水合半徑《AsO,—水合半徑。而且水 通量基本上不變。
實(shí)施例4:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩晶種。 ZSM-5分子篩膜的制備(Si/AI=100):
(1) .ZSM-5分子篩膜母液為0.01克NaOH加入到85克的蒸餾水中，7.4 克40。/。的TPAOH (四丙基氫氧化銨)加入到上面溶液中混合均勻，再加入0.1克 Al2 (S04) y18H20及12.3毫升正硅酸乙酯，在磁力攪拌器上攪拌溶液至澄清；
(2) .把滴好晶種溶液且烘干的的不銹鋼金屬網(wǎng)放在反應(yīng)釜中，加入ZSM-5分 子篩膜母液，于170'C晶化4天；
(3) .先用10ml蒸餾水超聲清洗3遍，再用蒸餾水沖洗3遍，然后把合成的 的分子篩膜放在85'C的烘箱中24小時(shí)烘干；
(4) .烘干后的帶有膜厚為20阿ZSM-5分子篩膜在管式爐中于550'C燒樣5.5 個(gè)小時(shí)。
按實(shí)施例1方法進(jìn)行分離測(cè)試。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h))As 1.25 0.008 1.27
實(shí)施例5:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩晶種。 ZSM-5分子篩膜的制備(Si/AI=800):
(1) .ZSM-5分子篩膜母液為0.01克NaOH加入到85克的蒸餾水中，7.4 克4(P/。的TPAOH(四丙基氫氧化銨)加入到上面溶液中混合均勻，0.01克Al2(S04) 3-18H20及12.3毫升正硅酸乙酯加入，在磁力攪拌器上攪拌溶液至澄清；
(2) .把滴好晶種溶液且烘干的不銹鋼金屬網(wǎng)放在反應(yīng)釜中，加入ZSM-5分子 篩膜母液，于17(TC晶化4天；
(3) .先用10ml蒸餾水超聲清洗3遍，再用蒸餾水沖洗3遍，然后把合成的 的分子篩膜放在85'C的烘箱中24小時(shí)烘干；
(4) .烘干后的帶有膜厚為20阿ZSM-5分子篩膜在管式爐中于550'C燒樣 5.5個(gè)小時(shí)。
按實(shí)施例1方法進(jìn)行分離測(cè)試。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.005 0.78
從實(shí)施例1、 4、 5可以看出隨著合成ZSM-5分子篩的Si/AI比的增大，透過 液中的砷含量有一定的減少，離子攔截率有一定的增加，但是最為變化的是水通量 在急劇地減小，這是因?yàn)殡S著合成ZSM-5分子篩的Si/AI比的增大，合成ZSM-5 分子篩的孔道越來越疏水導(dǎo)致了水透過率降低。
實(shí)施例6:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。 水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAs04-7H20固體及分析純NaN03力口入至U 500 毫升的容量瓶中配制1.25mM Na2HAs04.7H20及0,01 M NaN03、初始pH=7的混
合水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM Na2HAs04.7H20及0.01 M NaN03、初始pH=7的混合水溶液接觸，膜的反面抽真 空，真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；(3).量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果-
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.05 2.43
實(shí)施例7-
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。 水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAsCV7H20固體及分析純NaN03加入到500 毫升的容量瓶中配制1.25mM Na2HAsCV7H2O及0.1M NaN03、初始pH=7的混
合水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM Na2HAs04'7H20及0.1M NaNO;j、初始pH=7的混合水溶液接觸，膜的反面抽真空， 真空J(rèn)l力控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1,25 0.042 2.41
實(shí)施例8:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。
水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAs04'7H20固體及分析純NaNOs加入到500毫 升的容量瓶中配制1.25mM Na2HAs04.7H20及0.2M NaN03、初始pH-7的混合 水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM Na2HAs04.7H20及0.2M NaN03、初始pH=7的混合水溶液接觸，膜的反面抽真空， 真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.04 2.36從實(shí)施例1、 6、 7、 8可以看出如果加入NaN03作為離子強(qiáng)度的調(diào)節(jié)劑時(shí)， 透過液中的砷含量有一定的降低，離子的攔截率略有升高，這是因?yàn)樘岣吡巳芤旱?離子強(qiáng)度使得膜表面建立了電荷的雙電層，使得分離效果稍好。這同時(shí)也說明了合 成的ZSM-5膜的致密性和連續(xù)性。
實(shí)施例9:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。 水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAs04'7H20固體及分析純Na2S04加入到500 毫升的容量瓶中配制1.25mM Na2HAs047H20及1.25mM Na2S04，初始pH=7的
混合水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM Na2HAsCV7H20及1.25mMNa2S04，初始pH=7的混合水溶液接觸，膜的反面抽 真空，真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.057 2.59
實(shí)施例10:
按實(shí)施例1方法制備ZSM-5分子篩膜。
水中砷酸鹽的分離
(1) .稱量適當(dāng)?shù)姆治黾僋a2HAsCV7H20固體及分析純Na2HP04加入到500 毫升的容量瓶中配制1.25mM Na2HAsCV7H20及1.25mM Na2HP04,初始pH-7
的混合水溶液；
(2) .把合成的ZSM-5分子篩膜放在液體分離模具中，膜的正面與1.25mM Na2HAsO(7H20及1.25mM Na2HP04，初始pH=7的混合水溶液接觸，膜的反面 抽真空，真空壓力控制在200Pa，持續(xù)8個(gè)小時(shí)；
(3) .量取0.5毫升的透過液于100毫升的容量瓶中，用水稀釋至刻度線。 檢測(cè)結(jié)果
元素種類原溶液濃度(mM) 透過液濃度(mM) 水通量(Kg/ (m2'h)) As 1.25 0.026 2.59從實(shí)施例1、 9、 10中可以看出在砷酸鹽的水溶液中存在不同的共存陰離子 時(shí)將對(duì)分離效果有影響。這是因?yàn)樵诠泊骊庪x子存在的情況下存在競(jìng)爭(zhēng)通過和排 斥的作用。
權(quán)利要求
1. ZSM-5分子篩膜，其由如下步驟制備a)不銹鋼金屬網(wǎng)載體的處理利用洗滌劑在超聲的條件下超聲15～30分鐘，然后用水沖洗；b)ZSM-5分子篩晶種溶液的合成將反應(yīng)配比為0.05～0.5mol NaOH∶0.16～1.6mol TPAOH∶0.02～0.2mol Al2(SO4)3·18H2O∶2～20mol正硅酸乙酯∶8～80mol H2O的各原料混合攪拌至澄清，在140～170℃條件下晶化10～20小時(shí)，離心后將晶種固體配制濃度為15～30g/L的ZSM-5分子篩納米晶的晶種溶液；c)晶種涂膜把晶種溶液滴在不銹鋼金屬網(wǎng)上，在500～700W的電爐上烘干，形成一層覆蓋不銹鋼網(wǎng)的薄膜；d)分子篩膜母液的配制將反應(yīng)配比為0.01～0.1mol NaOH∶0.2～1.2molTPAOH∶80～600mol H2O∶0.05～0.2mol Al2(SO4)3·18H2O∶2～20mol正硅酸乙酯的各原料混合，攪拌至澄清；e)將晶種涂膜的不銹鋼金屬網(wǎng)置于分子篩膜母液中，一同放在反應(yīng)釜中于140～170℃晶化1～5天，然后洗滌烘干；f)烘干后的不銹鋼金屬網(wǎng)在管式爐中于450～600℃燒樣3～6個(gè)小時(shí)，則在不銹鋼金屬網(wǎng)表面得到厚度為10μm～30μm的高質(zhì)量ZSM-5分子篩膜。
2、 如權(quán)利要求1所述的ZSM-5分子篩膜，其特征在于分子篩膜母液的反應(yīng) 配比為0.05~0.1 mol NaOH: 0.5~1.2 mol TPAOH: 300~600 mol H20: 0.05~0.15molAI2 (S04) 3-18H20: 4~10 mol正硅酸乙酯。
3、 如權(quán)利要求1所述的ZSM-5分子篩膜，其特征在于不銹鋼金屬網(wǎng)為 150-400目。
4、 如權(quán)利要求1所述的ZSM-5分子篩膜，其特征在于不銹鋼金屬網(wǎng)載體超 聲處理的超聲波功率為100~200W，溫度為20~30°C。
5、 如權(quán)利要求1所述的ZSM-5分子篩膜，其特征在于離心是將晶化后的 ZSM-5納米晶溶液在離心機(jī)上離心獲得均一的ZSM-5納米晶的溶液，其首 先在3000~5000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心5~20分鐘去除下層較大顆粒的ZSM-5納米晶，然后在8000~10000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下離心10~30分鐘，去除上面的清液，留取下面的固體。
6、 權(quán)利要求1~5任何一項(xiàng)所述的ZSM-5分子篩膜在處理砷方面的應(yīng)用。
7、 如權(quán)利要求6所述的ZSM-5分子篩膜在處理砷方面的應(yīng)用，其特征在于 用于處理污水中無機(jī)砷酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明屬于ZSM-5分子篩膜的合成及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體是將晶種溶液滴在不銹鋼金屬網(wǎng)上，在500～700W的電爐上烘干，形成一層薄膜；然后將反應(yīng)配比為0.01～0.1mol NaOH0.2～1.2mol TPAOH80～600mol H₂O0.05～0.2mol Al₂(SO₄)₃·18H₂O2～20mol正硅酸乙酯的各原料混合，攪拌至澄清，得分子篩膜母液；再將晶種涂膜的不銹鋼金屬網(wǎng)置于分子篩膜母液中，反應(yīng)釜中140～170℃晶化1～5天，然后洗滌烘干；再在管式爐中于450～600℃燒樣3～6個(gè)小時(shí)，則在不銹鋼金屬網(wǎng)表面得到厚度為10μm～30μm的高質(zhì)量ZSM-5分子篩膜。
文檔編號(hào)C02F1/44GK101279210SQ200810050720
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月20日
發(fā)明者朱廣山, 裘式綸, 鄒小勤 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)