Um cristal de sementes *BEA foi carregado em um suporte poroso α-Al2O3 pelo método de revestimento de mergulho, e cultivado hidrotermicamente sem usar um agente de direção de estrutura orgânica. Uma membrana zeolite tipo BEA com pouquíssimos defeitos foi preparada com sucesso pelo método de crescimento secundário.
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Artigo de método
Síntese livre de agentes de direção de estrutura orgânica para *membrana zeolite tipo BEA
Neste artigo
Resumo
Resumo
A separação da membrana chamou a atenção como um novo processo de separação de economia de energia. As membranas zeólitos têm grande potencial para a separação de hidrocarbonetos em campos de petróleo e petroquímicos devido à sua alta força térmica, química e mecânica. Um zeolite tipo BEA é um material de membrana interessante devido ao seu grande tamanho de poros e ampla gama Si/Al. Este manuscrito apresenta um protocolo para a preparação da membrana BEA por um método secundário de crescimento que não utiliza um agente de direção de estrutura orgânica (OSDA). O protocolo de preparação consiste em quatro etapas: pré-tratamento de suporte, preparação de sementes, revestimento de mergulho e cristalização da membrana. Primeiro, o cristal de sementes *BEA é preparado pela síntese hidrotérmica convencional usando OSDA. O cristal de sementesintetizado é carregado na superfície externa de um suporte tubular α-Al2O3 de 3 cm de comprimento por um método de revestimento de dip. A camada de sementes carregadas é preparada com o método de crescimento secundário usando um tratamento hidrotérmico a 393 K por 7 dias sem usar o OSDA. Uma membrana *BEA com pouquíssimos defeitos é obtida com sucesso. As etapas de preparação de sementes e revestimento de mergulho afetam fortemente a qualidade da membrana.
Introdução
A separação da membrana chamou a atenção como processo de separação de economia de energia. Muitos tipos de membranas foram desenvolvidas nas últimas décadas. As membranas poliméricas têm sido amplamente utilizadas para a separação do gás, criando água potável a partir da água do mar1e tratamento de águas residuais2.
Materiais de membrana inorgânicocomo sílica3, peneira molecular de carbono4, e zeolite têm vantagens para força térmica, química e mecânica em comparação com membranas poliméricas. Portanto, membranas inorgânicas tendem a ser utilizadas em condiç....
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Protocolo
1. Preparação de suporte
- Pré-tratamento de apoio
- Corte um suporte tubular tubular de 3 cm de comprimento α-Al2O3 (ver Tabela de Materiais).
- Lave o suporte com água destilada por 10 min. Depois disso, lave o suporte com acetona por 10 min. Repita este processo de lavagem 2x.
NOTA: Não toque na superfície externa de um suporte após a etapa de lavagem. Nenhum outro tratamento foi realizado (por exemplo, sonagem e esfregamento por lixa, etc.) - Seque o suporte lavado a 110 °C durante a noite antes de usar para revestimento de mergulho.
NOTA: Meça o peso da peça de suporte após a secagem. O ....
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Resultados
A Figura 1 mostra o procedimento de preparação do cristal de sementes *BEA. A Figura 2 mostra o padrão de difração de raios-X (XRD) de cristal de sementes sinthesized *BEA. Picos típicos de reflexão forte (101) e (302) em torno de 2q = 7,7 e 22,1° apareceram. Além disso, não foram observados picos de reflexão óbvios além do zeolite do tipo BEA. Esses resultados mostraram que a fase pura do zeolite *BEA foi sintetizada com sucesso.
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Discussão
Existem muitos tipos de fontes Si e Al para a síntese de zeolite. No entanto, não podemos trocar matérias-primas para a preparação dessa membrana do tipo BEA. Se as matérias-primas forem alteradas, a fase de zeolite cristalizada e/ou taxa de crescimento pode ser alterada.
Os béquers de vidro não podem ser usados para a preparação do gel de síntese porque o gel de síntese tem alta alcalinidade. Garrafas e béquers feitos de polietileno, polipropileno e Teflon podem ser usados em vez disso.
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Este trabalho foi parcialmente apoiado pela JST CREST (agência de Ciência e Tecnologia do Japão, Criar sementes tecnológicas REvolutivas para o programa de inovação em Ciência e Tecnologia), Grant Number JPMJCR1324, Japão.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| a-Al2O3 suporte | Noritake Co. Ltd. | NS-1 | Tamanho médio dos poros, 150 nm; Diâmetro externo, 10 mm; Diâmetro inar, 7 mm |
| Sílica coloidal | Nissan Chemical | ST-S | SiO2 30,5%, Na2O 0,44%, H2O 69,1% |
| Filtro de malha (membrana de PTFE) | Omnipore | JGWP04700 | Tamanho dos poros, 200 nm |
| NaAl2O | Kanto Chemical | 34095-01 | Na2O 31,0-35,0%; Al2O3 34,0-39,0% |
| NaOH | Kanto Chemical | 37184-00 | 97% |
| Hidróxido de tetraetilamônio | Sigma-Aldrich | 302929-500ML | 35% em peso |
Referências
- Ghaffour, N., Missimer, T. M., Amy, G. L. Technical review and evaluation of the economics of water desalination: Current and future challenges for better water supply sustainability. Desalination. 309, 197-207 (2013).
- Hickenbottom, K. L., et al.
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Reimpressões e permissões
