应用界面聚合反应修复ZSM-5分子筛膜缺陷

刘秀凤，曹秀秀，李　建，张宝泉

(天津大学化工学院，天津 300072)

分子筛膜具有规则均一的孔道结构、良好的热稳定性，可用于膜分离、膜催化和化学传感器等领域，已成为新材料领域的热点研究内容之一[1-2]。迄今为止，由于合成技术还有待完善，而且分子筛膜具有脆性、多晶性等特质，制备过程中会难以避免的产生缺陷[3]，因而限制了其大规模工业化应用[4]。

缺陷的存在会严重影响膜的性能。因此，针对有缺陷的分子筛膜，在其使用之前需要对缺陷进行修复。尽管相关的研究工作已取得一定进展[5-6]，但已报道的修复技术仍存在多种缺点：1)缺陷的修复范围比较窄，例如积炭结焦法与化学气相沉积法只能修复微孔缺陷；2)不能很好地区分缺陷孔与分子筛孔道，如使用表面涂层法会导致大量分子筛孔道堵塞，而使用化学液相沉积法修复也仅仅是将缺陷堵住，两者均使修复后的膜渗透通量明显降低；3)修复方法工艺复杂、条件苛刻，化学气相沉积法就是其中的典型代表[6]。以上这些缺点限制了分子筛膜缺陷修复技术的大规模应用，在确保较高膜通量的前提下采用简洁、快速方法对膜层缺陷进行选择性修复是大规模应用的关键。

针对目前分子筛膜缺陷修复技术存在的缺点，本研究借鉴化学液相沉积法的实施步骤[6]，并结合界面聚合反应过程，提出在分子筛膜表面进行均苯三甲酰氯(TMC)和间苯二胺(MPDA)界面聚合反应以修复ZSM-5分子筛膜的缺陷。由于两相单体的分子动力学直径均大于分子筛孔径(0.55 nm)，在两相中的单体分子只能在分子筛膜缺陷处的两相界面接触，生成聚酰胺薄膜，从而实现分子筛膜的选择性修复。……