无机膜是用无机材料如陶瓷、金属(及其氧化物)、多孔玻璃和沸石等制成的一种膜。与传统有机膜相比,无机膜具有耐高温、化学稳定性好、机械强度大及易清洗再生等优点,因此广泛应用于化工领域中。在实际应用过程中,其在分离中不会发生相变基础上,能够很大程度上降低能源消化,完善与简化整体工艺,使其催化工程通过吸附、分离过程来增多反应物与移走产物,进而实现化学平衡移动过程,提高产品转化率,缩减成本。

作为无机膜范畴的沸石分子筛,其具有传统无机膜的优势之外,还继承了分子筛的特点,因此其优点更加突出,如孔径均衡、可以调节,并且与一般分子尺寸相近,大小在 0.3~1nm 之间,因此能够根据自身孔径大小而实现不同分子筛的分离功能。另外,由于沸石晶体的硅铝比可调节、阳离子可被其它离子交换,因此在催化领域内有着巨大的应用前景。

 为了进一步提高沸石分子筛催化性,研究学者提出了一种具有 MFI 拓扑结构的沸石分子筛制备方法,其具体指的是不同硅铝比的 ZSM-5 及杂原子同构取代的变体。这种特殊的沸石分子筛有着均一的微孔结构,高热与水热稳定性,并且具有骨架金属相关的酸性,因此广泛应用于当前的石油化工领域中,发挥其多相催化、吸附与分离、离子交换等优势。并且伴随着该催化剂的大量使用,研究学者对其的介孔改性技术也在不断深入研究,最近Verboekend与 Groen等学者对其率先展开碱处理与介孔改性试验。通过试验表明,随着骨架金属电荷对ZAM-5沸石分子筛持续脱硅的诱导作用,水热碱刻蚀导致沸石产生体相结构缺陷,可对沸石晶体实现由表及里的碱溶蚀、拓孔和反向孔几何修饰;碱溶滤促使水热碱蚀产物选择性脱硅,是形成沸石晶内介孔的核心过程。

在实际应用剥离与催化过程中,可以采用二次生长法,其对于沸石分子筛膜的合成是一种较为稳妥且高效的方法。在二次生长法中,对于有载体膜的合成,首先通过浸渍的方法让沸石材料溶胶预涂到载体上形成前驱膜,然后让前驱膜进行二次生长,并将前驱膜放盛有沸石合成液的晶化釜中晶化一定时间,即得到薄且定向的MFI沸石分子筛膜。