大連理工大學(xué)化工學(xué)院副教授、精細(xì)化工國家重點實驗室青年骨干楊建華課題組針對沸石分子篩膜的親水性和耐酸性矛盾的科學(xué)問題，通過對沸石膜的微觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計，構(gòu)建了一種調(diào)控沸石膜的親水性與耐酸性的新策略，在保持體相的親水性的同時提高了介觀尺度的耐酸性，首次制備了硅鋁元素微觀空間分布均勻的ZSM-5沸石膜 (Chem. Commun. 2014, 50, 14654), 該膜表現(xiàn)了“三高”乙酸脫水分離性能。在此基礎(chǔ)上，針對正丙醇、異丙醇、正丁醇和異丁醇等醇類脫水分離體系的分子物性，對ZSM-5 沸石膜的厚度和體相硅鋁比微觀結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，通過鋁前驅(qū)體、F-礦化劑等關(guān)鍵因素對ZSM-5沸石膜體相的硅鋁比、膜的厚度進行了精準(zhǔn)的調(diào)控，制備了對醇類有機物水溶液中水表現(xiàn)了專一的高通量ZSM-5沸石膜 ( AIChE J. 2016, DOI: 10.1002/aic.15234 ), 該膜的分離性能為國際文獻(xiàn)報道的最佳值。這系列工作突破了第一代沸石膜NaA分子篩膜在工業(yè)化應(yīng)用中酸性環(huán)境下性能低劣的技術(shù)瓶頸，引領(lǐng)第二代沸石膜即耐酸性沸石膜的研制，并為其工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
在上述研究的基礎(chǔ)上，該課題組對沸石膜骨架異原子的選擇性和專一性進行了研究，面向水中少量有機物分離的需求，設(shè)計了B-ZSM-5沸石分子篩膜，將B原子同晶摻雜進入MFI沸石骨架結(jié)構(gòu)中，利用B原子對B-ZSM-5沸石晶體生長的促進作用調(diào)變了膜層中的硅羥基提高了B-ZSM-5 膜材料的疏水性，研制了高性能的透醇B-ZSM-5沸石膜 (AIChE J. 2016, 62, 2447-2458), 展示了沸石膜在燃料乙醇等生物化學(xué)品中的應(yīng)用愿景。
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