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第 12 期 周永贤，等: 13X 分子筛膜制备及其在低碳烯烃净化中的应用 ·1997·

综上所述，本文中制备 13X 分子筛膜最佳 性能，但所制备的 13X 分子筛膜比 α-Al 2 O 3 陶瓷管
APTES 改性浓度为 46 g/L，水热晶化次数为 2 次。 和颗粒状 13X 分子筛具备更好的二甲醚脱除性能。
对 sol- APTES46 陶瓷管于晶化液中晶化 2 次得 氮气体系中，二甲醚初始摩尔分数为 0.00209%时，
到的 13X 分子筛膜进行 XRD 测试，结果见图 4。 α-Al 2 O 3 陶瓷管、颗粒状 13X 分子筛及 13X 分子筛
膜三者的穿透时间（渗透气中二甲醚含量达到
0.0001%时的时间）分别为 0.83、1.83 和 16 h，由公
式（1）计算得到的颗粒状 13X 分子筛及 13X 分子筛
膜二者穿透时累积吸附量分别为 2.662 和 23.107 mg/g。
结果表明，13X 分子筛膜材料更有利于气态烯烃中
含氧化物杂质脱除，具备巨大的潜在工业应用价值。
氮气体系中 13X 分子筛膜对二甲醚、甲醇、丙
醛杂质吸附穿透曲线见图 6。其中，t=0 时含量为吸
附前原料气中杂质的含量（图中未标出），初始原料
气中二甲醚、甲醇、丙醛的摩尔分数分别为 0.00209%、

图 4 13X 分子筛膜及颗粒状 13X 分子筛吸附剂的 XRD 图 0.00194%和 0.00191%。图 6b 为图 6a 中方框对应的
Fig. 4 XRD patterns of 13X molecular sieve membranes 放大曲线。
and 13X molecular sieve particle adsorbents
由图 6 可见，该 13X 分子筛膜对二甲醚、甲醇、
由图 4 可知，在 13X 分子筛膜及颗粒状 13X 分 丙醛 3 种杂质均具备较好的脱除性能，对甲醇、丙
子筛吸附剂中均检测到 13X 分子筛物相的存在，且 醛的穿透时间分别为 44.7 和 94 h，对甲醇、丙醛的
没有其他分子筛杂相。此外，在 13X 分子筛膜中检 吸附量分别达到 41.690、165.510 mg/g。

测到了 α-Al 2 O 3 物相的存在，该组分来源于 α-Al 2 O 3
陶瓷管。结果表明，在该条件下所制备得到的 13X
分子筛膜中分子筛较纯。
2.2 13X 分子筛膜净化性能
为了进一步确定所制备的 13X 分子筛膜的烯烃
净化效果，采用了含二甲醚、甲醇、丙醛杂质的氮
气为原料气进行评价，结果见图 5。其中，t=0 时含
量为吸附前原料气中二甲醚的含量（图中未标出），
初始原料气中二甲醚的摩尔分数为 0.00209%。

图 5 氮气体系中二甲醚吸附穿透曲线 图 6 氮气体系中 13X 分子筛膜对二甲醚、甲醇、丙醛杂
Fig. 5 Dimethyl ether adsorption penetration curves in a 质吸附穿透曲线
N 2 system by 13X molecular sieve particle adsorbents Fig. 6 Dimethyl ether, methanol and propanal adsorption
and 13X molecular sieve membranes penetration curves in a N 2 system by 13X molecular

在二甲醚、甲醇、丙醛 3 种含氧化合物中，由 sieve membranes
于二甲醚的极性最小〔极性：二甲醚（近似为非极 以含杂质的乙烯气体为原料气，模拟工业情况，
性）<甲醇或者丙醛〕，所以二甲醚最容易穿透，常 进行净化评价。乙烯体系中 13X 分子筛膜对二甲醚、
作为穿透指标。图 5 为氮气体系中 α-Al 2 O 3 陶瓷管、 甲醇、丙醛杂质吸附穿透曲线见图 7。其中，t=0 时
颗粒状 13X 分子筛及 13X 分子筛膜对二甲醚的吸附 含量为吸附前原料气中杂质的含量（图中未标出），
穿透曲线。分析可知，三者均具备二甲醚深度净化 初始原料气中二甲醚、甲醇、丙醛的摩尔分数分别