【摘 要】
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渗透蒸发是一种发展迅速的高效膜分离技术,是21世纪化工领域最有发展潜力的高新技术之一,优点在于分离所需能耗较低,尤其适用于近沸物、恒沸物的分离。沸石分子筛膜作为一种重要的渗透蒸发膜材料,不仅具有较好的机械强度、热稳定性和化学稳定性,还具有较好的渗透选择性。T型沸石分子筛膜骨架硅铝比为3～4,兼具较好的水热稳定性与耐酸稳定性,在工业渗透蒸发脱水领域具有重要研究价值。本研究以推进T型沸石分子筛膜渗透蒸
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渗透蒸发是一种发展迅速的高效膜分离技术,是21世纪化工领域最有发展潜力的高新技术之一,优点在于分离所需能耗较低,尤其适用于近沸物、恒沸物的分离。沸石分子筛膜作为一种重要的渗透蒸发膜材料,不仅具有较好的机械强度、热稳定性和化学稳定性,还具有较好的渗透选择性。T型沸石分子筛膜骨架硅铝比为3～4,兼具较好的水热稳定性与耐酸稳定性,在工业渗透蒸发脱水领域具有重要研究价值。本研究以推进T型沸石分子筛膜渗透蒸发脱水工业化应用为目的,探究在不同长度α-Al2O3载体管上制备的T型沸石分子筛膜的渗透蒸发分离性能的变化趋势及原因,主要研究工作如下:（1）有机模板剂体系（1SiO2:0.055Al2O3:0.231Na2O:0.082K2O:0～0.150TMAOH:11.687H2O）在100℃水热晶化48 h制备T型沸石分子筛,研究发现添加TMAOH可使T型沸石分子筛尺寸由2μm减小至600 nm;以铝粉为铝源、降低合成液配制温度至4℃可以抑制[Al O4]与[SiO4]的聚集,使晶化反应体系均匀成核,制备尺寸约为200 nm的T型沸石分子筛;通过添加微量（1.0 wt.%）晶种在无模板剂体系制备了尺寸为1～1.5μm的T型沸石分子筛。（2）水热晶化法[1SiO2:0.05Al2O3:0.26Na2O:0.09K2O:0.05MF（3Na F:KF）:35 H2O]在50、100、200 mm长α-Al2O3载体管上150℃静态晶化4 h制备T型沸石分子筛膜,研究发现随载体管长度增加,晶化生长过程中受重力影响膜生长不均匀,渗透蒸发分离性能下降,制备200 mm长T型沸石分子筛膜的重复性与渗透蒸发分离稳定性较好,75℃分离90 wt.%的乙醇/水溶液渗透通量稳定在0.71 kg·m-2·h-1,渗透侧水含量高于99.5%,75℃分离35 g/L的氯化钠/水溶液渗透通量稳定在5.40 kg·m-2·h-1,离子截留率大于99.9%。（3）湿凝胶晶化法[1SiO2:0.05Al2O3:0.26Na2O:0.09K2O:0.05MF（3Na F:KF）:14H2O]在50、100、200 mm长α-Al2O3载体管上制备T型沸石分子筛膜,研究发现随载体管长度增加,凝胶合成液中水含量对T型沸石分子筛膜渗透蒸发分离性能影响较大,制备200 mm长T型沸石分子筛膜的重复性与渗透蒸发分离稳定性较好,75℃分离90 wt.%的乙醇/水溶液渗透通量稳定在1.33 kg·m-2·h-1左右,渗透侧水含量高于99.5%,75℃分离35 g/L的氯化钠/水溶液渗透通量在8.45～8.60 kg·m-2·h-1之间,离子截留率大于99.9%。
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