纳米晶种驱动制备超高H2渗透性定向LTA沸石膜及其分离应用

《Separation and Purification Technology》：Nano-seeds-driven fabrication of ultrahigh H 2-permeable oriented LTA zeolite membrane

本文报道了一种通过纳米晶种诱导范德德里夫特（Van der Drift）演化机制制备（222）晶面定向LTA沸石膜的新策略。该膜通过各向异性生长和晶间竞争生长有效减少晶界缺陷，实现H2渗透速率达2.4×10?6 mol·m?2·s?1·Pa?1，并展现优异的H2/CO2（10.7）和H2/CH4（9.3）选择性，为小分子气体分离膜设计提供了新思路。

　　

Highlight

通过纳米晶种驱动的定向生长策略，本研究成功制备出具有超高氢渗透性能的LTA沸石膜。该膜展现出显著的（222）晶面择优取向，其H₂渗透速率高达2.4×10^?6 mol·m^?2·s^?1·Pa^?1，同时实现H₂/CO₂选择性10.7与H₂/CH_{4选择性9.3。这一卓越性能归因于减少的晶界屏障和多维扩散通道，如同为气体分子搭建了“高速公路”，既加速传输又避免扩散瓶颈。}

Conclusions

总之，我们通过纳米晶种与澄清溶液的协同作用，成功制备出定向LTA沸石膜。纳米晶种不仅促进晶体共生，更激活了范德德里夫特演化选择机制，最终形成高度定向的膜结构。澄清溶液则有效抑制了二次生长过程中的自发成核，让晶种晶体能够“领舞”而非“乱舞”。所得膜材料通过多维通道实现快速气体传输，其精确的孔道结构为小分子分离（如氢气纯化）提供了新型解决方案，展现出广阔的工业应用前景。