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构件催化剂是一种结构规整的整体式催化剂,由于它具有几何比表面积大、传递性能好、床层压降低以及温度和浓度梯度小等优点,在环境催化及污染控制领域已有应用。利用这种优良的传递性能,将构件催化剂应用于化工领域中的强吸/放热反应的直接耦合,可以大幅度提高能量的利用率,实现流程集成化,达到过程强化的目的,因而在国内外引起了研究者的高度重视。以沸石分子筛作为涂层负载在载体上制备的分子筛膜催化剂作为构件催化剂的一种,集分离与反应于一体,不仅可降低能耗,减少操作步骤,而且还能使反应转化率超过热力学上的平衡转化率,并提高反应选择性。沸石分子筛和载体通过化学键结合起来,这样催化剂与载体间结合牢固,不易脱落,分子筛膜催化剂不仅克服了传统的颗粒状催化剂床层压降高,温度和浓度梯度大等缺点,而且还具有其独特的择形催化功能和良好的耐高温性能,因而催化剂活性和选择性大大提高。本论文首先以TPAOH为模板剂,采用原位水热合成法,在不锈钢片上合成ZSM-5分子筛膜。考察了合成条件和合成液配比对ZSM-5分子筛膜的影响,确定了适宜的合成ZSM-5分子筛膜的工艺条件为晶化温度175℃,水热晶化时间24-36h,合成液配比为:TEOS:Al2O3:TPAOH:H2O=1:0.01:0.16:110。以TPAOH为模板剂,在不锈钢片上合成出了b轴定向的Silicalite-1沸石膜。并以附载有定向的Silicalite-1沸石膜过渡层的不锈钢片为载体,用水热合成法合成了ZSM-5分子筛膜。实验结果表明,在b轴定向的Silicalite-1沸石膜过渡层上合成的ZSM-5分子筛膜比直接在不锈钢载体上原位水热合成的沸石膜具有更优良的性能,且与载体结合的更好,焙烧过程不易产生裂纹,不锈钢载体上连续b轴定向的Silicalite-1沸石膜过渡层有利于合成出与载体结合良好的ZSM-5分子筛膜。在不锈钢载体上采用晶种预涂层法在澄清溶液体系中水热合成了Silicalite-1型沸石膜,对在晶种涂层表面和二次生长的沸石膜表面电化学沉积嵌入纳米Cu粒子进行了研究,用SEM、XRD和EDX表征了晶种、晶种涂层和成膜后沸石膜的结构、晶相结构等成膜情况和和表面物质的组成。结果表明:制备的Silicalite-1型沸石晶种呈椭球形、晶粒小(约200 nm)而均匀、纯度高;不锈钢载体经制备的晶种涂层悬浮液涂覆后,其表面可形成一层厚度均匀、光滑的晶种层,经电化学沉积后,纳米Cu颗粒嵌入到晶种涂层表面晶间隙中;二次水热晶化生长的Silicalite-1沸石膜连续、致密无裂缺,在其表面未电化学沉积上纳米Cu颗粒。