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能源问题是当今社会不可忽视的问题,乙醇作为一种绿色能源其应用范围广泛,即可以单独作为液体燃料,也可以与汽油混合作为燃料使用,这有利于减少对石油的依赖,起到保护石油资源的作用。生物发酵过程生产的生物乙醇,其浓度低于10 wt%,这是由于产物(乙醇)的抑制作用,所以,将乙醇从发酵体系中分离出来,是乙醇生产和应用的一个关键环节。渗透汽化作为一种新型的分离过程,具有操作简单,能耗低,效率高等优点。MFI(Silicalite-1)型分子筛膜的分子筛骨架中不含铝元素,表现出强的疏水性能,在分离微量有机物方面,尤其对乙醇/水的渗透汽化分离中有着较好的应用前景。但是,目前制备出无缺陷的Silicalite-1沸石分子筛膜并用于渗透汽化分离乙醇/水还有很多困难尚待克服。制备出无缺陷的Silicalite-1分子筛膜,关键指标包括涂覆晶种量、晶种大小、合成液的摩尔比、晶化温度、晶化时间、支撑体等。本论文采用二次生长法分别用不锈钢片和α-A1203陶瓷片做支撑体制备了 Silicalite-1分子筛膜,设计了合成液H2O/TEOS的摩尔比、晶化时间、晶化温度、支撑体等作为研究要素,采用SEM、XRD、EPMA线扫描等表征分析手段分别对Silicalite-1分子筛晶种及分子筛膜进行了表征分析,探究Silicalite-1沸石分子筛膜对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响。一、考察了合成液的晶化温度(T)、晶化时间(t)、模板剂含量(TPAOH/TEOS摩尔比)和水量(H20/TEOS摩尔比)分别对Silicalite-1分子筛晶种的大小、形貌的影响。随着晶化温度、晶化时间、模板剂含量、合成液水量的增加,分子筛晶种的平均粒径呈减小的趋势,晶化温度为175 °C,晶化时间为8小时,TPAOIH/TEOS摩尔比为0.3,合成液的H2O/TEOS摩尔比为160时,晶种的粒径大小均匀,平均粒径大小为500 nm。二、考察了用不锈钢和α-A1203陶瓷片做载体,制备Silicalite-1分子筛膜,探究其用于渗透汽化分离乙醇/水的分离性能。以多孔不锈钢为载体,进料温度为60 ℃,浓度为5 wt%时,分离因子为4.2,渗透通量为1.8 kg·m-2·h-1;在同样条件下,以α-A1203陶瓷片做载体,制备的Silicalite-1膜分离因子为26,渗透通量为1.48kg·m-2·h-1。三、考察了晶化温度(T)、晶化时间(t)、合成液的TPAOH/TEOS摩尔比和H2O/TEOS摩尔比等对Silicalite-1分子筛膜的影响。晶化温度在175 °C、晶化时间为8 h、合成液的TPAOH/TEOS摩尔比为0.1、H20/TEOS摩尔比为60时制备的分子筛膜的表面均匀、连续致密,用于渗透汽化分离5wt%的乙醇/水混合物时表现出较好的选择性。四、考察了料液温度、浓度对Silicalite-1分子筛膜渗透汽化分离5wt%的乙醇/水的分离性能的影响。当料液温度为30～70 °C时,料液温度随着温度的升高,分离因子和渗透通量均呈增加趋势;当乙醇的质量浓度为5～20 wt%时,随着浓度的增加,渗透通量和分离因子均呈降低趋势。