掺杂MIL-53同源金属的氧化锆支撑体及膜的制备

作者：王欢; 王彦博; 王世龙; 侯如静; 王重庆^*; 潘宜昌

来源：南京工业大学学报(自然科学版), 2023, 45(06): 621-630.

• ZrO2支撑体
• 同源金属掺杂
• MIL-53
• 渗透汽化

采用平均粒径为12.4μm的ZrO2粉体为原料，加入摩尔分数为2.6%的Y2O3作为稳定剂，掺杂摩尔分数为14.9%的同源(MIL-53)金属氧化物α-Al2O3,采用干压成型法制备多孔陶瓷支撑体。支撑体中的α-Al2O3提供铝源与有机配体对苯二甲酸反应在该支撑体表面合成MIL-53种子层，通过晶种-二次生长法制备了致密的MIL-53膜，并用于C6烷烃异构体的分离。采用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射仪(XRD)、压汞仪等对支撑体及MIL-53种子层和膜层的表面结构和性能进行表征。研究表明，在烧结温度为1 300℃时，制得的支撑体性能良好，支撑体的孔隙率为30.1%,纯N2通量达到1.17×10-7 m3/(m2·s·Pa)。此外，合成的MIL-53膜连续且致密，渗透汽化结果显示正己烷和3-甲基戊烷的质量分数从原料侧的67.72%提浓到渗透侧的74.67%,而2,2-二甲基丁烷从原来的32.28%下降到25.33%,且总通量高达1.56×103 g/(m2·h)。因此，制备的MIL-53膜具有一定的应用价值。

• 单位
  材料化学工程国家重点实验室; 南京工业大学